Controlul Calitătii ÎN Procesul Tehnologic DE Obtinere A Uleiului DE Floarea Soarelui

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA

FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE

SPECIALIZAREA CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE

LUCRARE DE DIPLOMĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Conf. Univ. Dr. Dobrinaș Simona

Pr. Dr. Ing. Neagu Anișoara

ABSOLVENT:

NICOLAE IOANA-JENICA

CONSTANȚA

2016

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA

FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE

SPECIALIZAREA CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE

CONTROLUL CALITĂȚII ÎN PROCESUL TEHNOLOGIC DE OBȚINERE A ULEIULUI DE FLOAREA SOARELUI

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:

Conf. Univ. Dr. Dobrinaș Simona

Pr. Dr. Ing. Neagu Anișoara

ABSOLVENT:

NICOLAE IOANA-JENICA

CONSTANȚA

2016

‘’ Timpul tău este limitat, așa că nu îl irosi trăind viața unei alte persoane.Nu fi prins în dogmă-care trăiește cu rezultatele gândirii altor oameni.Nu lăsa zgomotul altor opinii să iți înece propria poce interioară.Și, cel mai important, învață să ai curajul să îți asculți inima și să îți urmezi intuiția.Într-un fel ele deja știu ceea ce vrei cu adevărat să devii.Orice altceva este secundar.’’

Steve Jobs

Mulțumesc profesorilor Universității ’’Ovidius’’ din Constanța pentru îndrumarea cu răbdare a pașilor mei în cei patru ani de studiu.M-ați fost dascăli, mentori, sfătuitori si susținători în tot acest timp.

REZUMAT

În prezenta lucrare s-a urmărit analiza uleiului de floarea soarelui brut și rafinat, prin intermediul metodelor analitice studiate, pentru determinarea calității acestora.

Lucrarea de față este alcătuită din șase capitole, după cum urmează:

Primul capitol în care sunt prezente generalități despre planta floarea soarelui;

Capitolul doi în care este descris procesul tehnologic de obținere a uleiului de floarea soarelu;

În capitolul trei sunt prezente analizele organoleptice și fizico-chimice ale uleiului de floarea soarelui brut și rafinat;

Capitolul patru în care este prezent calculul tehnologic la obținerea uleiului vegetal de floarea soarelui;

Capitolul cinci unde sunt descries instrucțiunii de securitate, sănătate în muncă și PSI;

Iar în capitolul șase,concluzii.

CUPRINS

Introducere

Capitolul 1…………………………………………………………………………………..……9

Planta floarea soarelui…………………………………………………………………………..9

Generalități……………………………………………………………………………………………………9

Structura morfologică a semințelor de floarea soarelui…………………………………….9

Descrierea semințelor oleaginoase de floarea soarelui……………………………………….11

Compoziția chimică a semințelor de floarea soarelui………………………………………….12

Capitolul 2………………………………………………………………………………………14

Procesul tehnologic de obținere a uleiului de floarea soarelui………………………………..14

Recepția materiilor prime……………………………………………………………………………….14

Casa mașini…………………………………………………………………………………………………..14

Secția de descojitorie-prese……………………………………………………………………………..17

Secția extracție……………………………………………………………………………………………….27

Secția rafinărie……………………………………………………………………………………………….30

Desmucilaginare………………………………………………………………………………….30

Neutralizare…………………………………………………………………………………………31

Spălare……………………………………………………………………………………………….33

Uscarea și albire uleiului………………………………………………………………………34

Vinterizare ………………………………………………………………………………………….35

Dezodorizare………………………………………………………………………………………37

Polisarea uleiului…………………………………………………………………………………38

Secția de îmbuteliere și depozitare…………………………………………………………38

Capitolul 3……………………………………………………………………………………………………………………..41

Partea experimentală…………………………………………………………………………………………………….41

3.1. Exameul organoleptic………………………………………………………………………………………41

3.2. Determinarea acidității libere la uleiul brut și rafinat……………………………………………42

3.3. Determinarea conținutului de apă și substanțe volatile la uleiul brut și rafinat…………43

3.4. Determinarea conținutului de împurității, însolubile în solvenți organici, în uleiul brut și rafinat……………………………………………………………………………………………………………………45

3.5. Determinarea indicelui de iod, în uleiul brut și rafinat……………………………………….48

3.6. Determinarea indicelui de saponificare, în uleiul brut și rafinat……………………………50

Capitolul 4……………………………………………………………………………………………………………………..53

Calculul tehnologic la obținerea uleiului vegetal de floarea soarelui…………………………………..53

4.1.Tema și datele de proiectare…………………………………………………………………………….53

4.2.Bilanț de materiale………………………………………………………………………………………….53

4.3. Bilanțul termic. Calculul unui schimbător de căldură cu plăci……………………………..60

Capitolul 5……………………………………………………………………………………………………………………..83

Instrucțiunii de securitate, sănătate în muncă și PSI………………………………………………………….83

5.1.Instrucțiuni de securitate și sănătate în muncă………………………………………………83

5.2.Instrucțiuni de prevenirea și stingerea incendiilor………………………………………….86

Capitolul 6…………………………………………………………………………………………………………………….89

Concluzii…………………………………………………………………………………………………………………….89

Bibliografie………………………………………………………………………………………….90

Anexe

INTRODUCERE

Fabricarea uleiurilor vegetale constituie o subramură importantă a industriei alimentare.Această industrie contribuie la valorificarea potențialului agricol al țării noastre. Produsele obținute sunt destinate consumului uman.Prelucrarea uleiurilor vegetale are o veche tradiție pe teritoriul României. La începutul secolului XX.-lea începe producția și prelucrarea semințelor de floarea soarelui.Fabrici de ulei de capacitate mijlocie apar și se dezvoltă în prima jumătate a secolului XX.

Floarea-soarelui este o plantă uleioasă de mare importanță economică și alimentară. Ea este originară din America Centrală(Mexic) și a fost adusă în Europa în secolul al XVI-lea, fiind cultivată la început numai ca și plantă de ornament. Planta reprezintă una dintre principalele surse de grăsimi vegetale, utilizate în alimentația omenirii, respectiv cea mai importantă sursa de ulei pentru România. Poziția principală (95% din totalul producției acestor sector) este ocupată de uleiul de floarea soarelui.

În România cel mai consumat ulei este cel din floarea soarelui, aproape 80 % (conform studiului de cercetare Nielsen realizat pentru anul 2008) din totalul uleiului comestibil comercializat, uleiului de măsline i-au revenit 1,6%, diferența de până la 100% fiind adjudecată de celelalte sortimente: soia, rapița, dovleac, porumb, vegetal.

În România se consumă, în medie, aproximativ 11 litri de ulei pe cap de locuitor, spre deosebire de nemți și austrieci, care consumă anual 6 litri de ulei. Ungurii și bulgarii consumă 7 litri pe cap de locuitor, iar italienii 13 litri de ulei pe cap de locuitor.

Am ales această temă, pentru că am considerat că floarea soarelui este o apreciată plantă meliferă, o plantă uleioasă de mare importanță economică și alimentară.

Ideea de bază a acestui proiect constă în faptul că uleiul reprezintă unul din produsele alimentare indispensabile vieții. Nu există cineva care nu a folosit uleiul vreodată.

CAPITOLUL 1

PLANTA FLOAREA SOARELUI

1.1. Generalități

Obtinerea uleiurilor vegetale, din plante oleaginoase, reprezinta un proces cu traditie în România, izvoarele istorice mentionând existenta acestora în Bucuresti, înca din prima jumatate a secolului al XVIII-lea.In sens industrial, se poate vorbi de prelucrarea semintelor oleaginoase, în România, la mijlocul secolului XIX.

Uleiurile și grăsimile vegetale se găsesc în natură în țesutul plantelor, fiind concentrat în semințe, în pulpă, în sâmburele fructelor, în tuberculi sau în germeni. Pentru țara noastră principala materie primă o reprezintă plantele oleaginoase producătoare de semințe.

Semințele separate de planta mamă reprezintă germenele unei viitoare plante. În timpul formării și maturizării semințelor oleaginoase, în celule are loc o acumulare de substanțe oleaginoase (răsini, albumine, hidranți de carbon), care au rolul de a asigura germenului funcțiile vitale, până când acesta devine capabil să-și asigure singur hrana minerală din sol și aer. Prezența acestor substanțe hrănitoare, determină valoarea semințelor oleaginoase ca materii prime pentru obținerea uleiului vegetal.

Conținutul de materie grasă în aceste părți ale plantei este foarte variabil. La plantele cultivate pentru producția de uleiuri vegetale, conținutul de ulei în semințe, fructe și tuberculi, variază între 18 și 60%[1].

1.2. Structura morfologică a semințelor de floarea soarelui

Semințele oleaginoase de floarea soarelui se compun din două părți principale : miezul și coaja.

Miezul cuprinde embrionul, două cotiledoane și țesutul nutritiv, denumit endosperm. Cotiledoanele și endospermul cuprind substanțe nutritive de rezervă, care se consumă în perioada inițială a dezvoltării plantei noi din embrion.

Coaja constituie învelișul exterior al semințelor și are rolul de a le apăra împotriva deteriorărilor de ordin mecanic (șocuri), chimic (acțiunea gazelor și aerului) și biochimic (acțiunea enzimelor)[2].

În figura 1.1. este prezentată structura morfologică a seminței de floarea-soarelui.

Figura 1.1. Structura morfologică a seminței de floarea-soarelui

1-coajă; 2- tegument; 3- miez [2]

În figura 1.2 este prezentată structura morfologică a semințelor oleaginoase. Semințele oleaginoase de floarea soarelui sunt formate dintr-un număr foarte mare de celule de dimensiuni mici, 1075 .

Celula tipică a țesutului nutritiv al semințelor este compusă din învelișul celulei și substanța conținută în interior (oleoplasma îmbibată cu ulei), granulele aleuronice, nucleul celular și alte elemente de bază ale celulelor.

Figura 1.2. Structura morfologică a celulelor semințelor oleaginoase

1-membrană; 2- granule aleuronice; 3- oleoplasmă; 4- nucleul [2]

În funcție de grosimea și aderența cojilor de miez, semințele oleaginoase de floarea soarelui sunt semințe decorticabile.

Semințele oleaginoase ca orice organism, se compun dintr-un număr mare de celule. O celulă este înconjurată de membrană, iar în interiorul ei se găsesc : eleoplasma, granulele de proteine , nucleul și alți compuși organici[2].

1.3. Descrierea semintelor oleaginoase de floarea soarelui

Floarea soarelui ( Helianthus annuus ), face parte din familia compozitelor, este originară din America centrală și a fost adusă în Europa în secolul al XVI –lea .

În prezent floarea soarelui constituie una din principalele culturi oleaginoase, în producția mondială de semințe oleaginoase ocupă locul al doilea după soia.

Sămânța de floarea soarelui se compune din învelișul exterior (coaja), o pieliță subțire (tegumentul) și miezul. Coaja conține puțin ulei (0,7 – 1% ), componenții principali ai acesteia fiind celuloza și nemiceluloza. Coaja are o structură poroasă, din care motiv absoarbe o cantitate mare de ulei, ceea ce îngreunează procesul de extragere a uleiului la presare. Cojile care rezultă la decorticarea semințelor se folosesc în întreprinderile de ulei drept combustibil.

Lipidele (uleiul), proteinele și substanțele extractive neazotate sunt concentrate în miezul semințelor.

Uleiul brut de floarea-soarelui este de o culoare ceva mai inchisă, având în plus o aromă distinctă, de plantă, pe care variantele prelucrate nu o mai pastrează. Este foarte bogat în vitaminele E și F, in acizi grași nesaturați.

In ultima perioada se discuta tot mai mult de folosirea uleiurilor vegetale ca biocarburanți. Uleiul din floarea soarelui, utilizat ca și carburant are avantajul ca este usor de păstrat, este stabil, nu este periculos, este puțin poluant, nu are risc foarte mare de inflamare și are un indice de evapoare aproape de zero [2].

În Spania, de exemplu, producția de biodiesel se bazează în principal pe uleiul de floarea-soarelui. Cererea de biodiesel pentru uleiul de floarea-soarelui concurează direct cu utilizarea sa pentru a produce alimente sau furaje pentru animale. Acest lucru ridică sociale și preocupări politice cu privire la relația dintre produsele alimentare și prețurile la energie[3].

Biodieselul, care cuprinde esteri metilici ai acizilor grași, în principal (FAME), a primit o mare atenție ca surse regenerabile promițătoare pentru a substitui motorină convențională. FAME sunt produse prin esterificare sau transesterificarea uleiurilor biologice, inclusiv lipide neutre, fosfolipide, glicolipide și acizi grași liberi.

Uleiuri (vegetale), cum ar fi uleiul de soia, uleiul de rapiță, ulei de floarea soarelui și uleiurilor uzate de gătit, au fost utilizate pentru producerea de biodiesel [4].

Cercetătorii Bruwer și Colab au folosit drept combustibil pur uleiul de floarea soarelui în motoarele diesel. Au folosit uleiul de floarea-soarelui în loc de motorină în tractoare [18].

Uleiul din floarea soarelui conține între 10-15% oxigen, ceea ce duce la ameliorarea combustiei și la diminuarea nivelului poluarii.

Prin industrializare, dupa extragerea uleiului, rămân șroturile, utilizate ca sursa de proteina în hrana animalelor [2].

1.4.Compoziția chimică a semințelor de floarea soarelui

Caracteristicile fizice ale uleiului din floarea soarelui:

densitatea la 20 grade = 0,92;

vâscozitate (CST) la 20 grade = 55 – 61;

punctul de fuziune = 16 grade;

punctul de rupere = 5 grade;

amplitudinea autoinflamarii = 30 [5].

Caracteristile calitative ale semințelor de floarea-soarelui destinate industrializării sunt, în principal, următoarele:

conținutul în umiditate;

conținul de corpuri strặine;

semințe cu defecte;

masa hectolitrică a semințelor de floarea-soarelui variază între 40 și 42 kg/hl [5].

Utilizarea florii soarelui în construcții este un alt motiv de cultivare a acestei plante

Prin industrializare, dupa extragerea uleiului, raman șroturile, utilizate ca sursă de proteină în hrana animalelor și materie primă pentru concentrate de proteine în industria mezelurilor.

Din cojile semințelor se fabrică furfurolul folosit în industria fibrelor artificiale, a

maselor plastice. Măcinate, cojile se folosesc la fabricarea drojdiei furajere, circa 150 kg /tona produs [5].

Compoziția și caracteristicile principale ale semințelor de floarea soarelui:

greutatea hectolitrică, kg/hl:38-42;

conținutul de coajă , %:14-28;

umiditatea, %:9-11;

ulei, %:44-48;

protein, %:18-20;

substanțe extractive și neazotoase, %:10-15;

celuloza, %:14-18;

cenușă, %:2-3.

Conținutul în lipide ale semințelor de floarea soarelui:

suma acizilor grași, %:52,90;

trigliceride, %:51,80;

fosfolipide, %:0,70;

β-sitosterină, %:0,10.

Conținutul în acizi grași asa semintelor de floarea soarelui:

suma acizilor grași, %:50,10;

acizi grași saturați, %:5,70;

acizi grașimononesaturați, %:12,50;

acizi grași polinesaturați, %:31,90 [4].

CAPITOLUL 2

PROCESUL TEHNOLOGIC DE OBȚINERE A ULEIULUI DE

FLOAREA SOARELUI

Materia primă prelucrată o reprezintă semințele de floarea soarelui. Produsele o reprezintă principale ale societății sunt: ulei rafinat vrac, ulei îmbuteliat, uei brut, iar ca produse secundare: șrot și acizi grași [1].

2.1. Recepția materiei prime

Semințele de floarea soarelui sunt recepționate cantitativ și calitativ la intrarea în fabrică. Caracteristile calitative ale semințelor de floarea-soarelui destinate industrializării sunt, în principal, conținutul în umidiatate și conținutul de corpuri străine. Parametrii calitativi prevăzuți de standard pentru semințele de floarea soarelui sunt :

umiditate max. 9 %

corp strain max. 2 %.

Având în vedere posibilitatea condiționarii semințelor prin curățire și uscare, parametrii calitativi la receptie pot fi :

umiditate max. 11 – 12 %

corp străin max. 4 – 5 %[5].

2.2. Casa mașini

Semințele oleaginoase sunt precurățite și în functie de umiditate sunt fie trecute la uscare, fie direct la depozitare în silozul de materie prima.

Transportul semințelor de la descărcare și până la fabricație se realizează cu transportoare mecanice (redlere, elevatoare, șnecuri).

Curătirea semințelor are ca scop îndepărtarea impurităților organice, minerale și a prafului. Curătirea și reducerea umiditătii semintelor oleaginoase creeaza conditii necesare unei depozitari în care pericolul degradării materiei prime prin respirație, încingere, degradare este micșorat.

Maturarea semințelor oleaginoase se poate continua și după recoltare. Stabilitatea este influențată de trecerea enzimelor din starea lor activă în starea inactiva. Microorganismele pot provoca degradarea semințelor activitatea lor fiind favorizata de umiditate.

În timpul depozitării se evită accesul luminii în silozuri, pentru a preveni autooxidarea grăsimilor.

Precurățirea se face în trei trepte :

I treapta se face pe tonere cu tabla perforata cu

II treapta tararele au tabla perforata cu

III treapta tararele au tabla perforata cu pentru eliminarea corpurilor straine mai mici de 3mm si aspiratie puternica pentru eliminarea prafului , a semintelor seci.

Uscarea se face într-un uscator vertical tip coloana cu curgere gravitaționala șicanata in contracurent cu aer cald (aerul incalzit 100C cu abur de 5atm) este aspirat prin masa de seminte

Depozitarea se face în siloz celular sau celule de fabricație dacă îndeplinesc conditiile de umiditate max. 9% si corp strain max. 2%. Celulele au o capacitate de 400 t fiecare și sunt prevazute cu sistem de măsurare a temperaturii (3 cabluri cu punct de masura din 2 în care este centralizat pe calculator). Temperaturile în celulele silozului nu trebuie să depășească 30 ºC[2].

Figura 2.1. Silozuri metalice cu fund conic pentru depozitarea floarea-soarelui

Postcuratirea semințelor se efectuează înainte de trecerea semințelor în fabricație. Aceasta operatie se realizeaza pe doua tarare Buhler puse în paralel, prevazute cu 2 randuri de site: cu pentru indepartarea impurităților grosiere si ochiuri cu 3mm pentru indepartarea corpurilor straine mici și a spărturilor.

Semințe trecute la fabricație trebuie să îndeplinească condițiile: de umiditate max. 8% si corp strain max.1,5% [1].

În figura 2.2. este prezentată schema tehologică a secției casa mașini.

Figura 2.2. Schema tehnologică secția casa mașini[1]

2.3.Secția decojire – prese

Descojirea este operația, deși uneori opțională, care determină calitatea uleiului, și în principal, a șrotului. Sunt supuse descojirii semințele cu un conținut mare de coajă și care nu aderă intim la miez (floarea – soarelui, soia, ricin, bumbac). Importantă este descojirea semințelor de floarea – soarelui, mai ales a celor cu conținut ridicat în ulei. La acestea, coaja are 8 – 10% umiditate, 1 – 5% grăsimi, 3 – 6% proteină, 25 – 28% pentozani și 60% celuloză totală, din care 25 – 29% lignină.

Lipidele din coajă conțin 45 – 60% gliceride, 15 – 45% ceruri și 18 – 22% acizi grași liberi.

Creșterea conținutului de ulei în semințe conduce la diminuarea conținutului de coajă, coaja subțire conține, însă, mai multe ceruri (60 – 70% din lipidele cojii).

Cu toate acestea coaja este îndepărtată doar parțial, prezența ei în procesul de presare având rolul de a ușura separarea uleiului din masa măcinată și de a evita formarea pungilor cu ulei în turtele rezultate la presare.

Operația de descojire are loc în două faze: spargerea și detașarea cojii de miez, respectiv separarea cojilor din masa rezultată[5].

Metode de descojire

Spargerea și detașarea cojilor de miez se poate realiza prin mai multe procedee:

Prin lovire: se aplică la semințele de floarea – soarelui, bumbac și germeni de porumb uscați, prin lovirea semințelor în repaus cu ajutorul unor palete sau proiectarea lor către un perete fix, pentru creșterea eficacității celor două procedee combinându-se;

Prin tăiere: presupune trecerea semințelor printre două discuri cu rifluri care se rotesc în sensuri opuse, distanța dintre discuri fiind reglabilă;

Prin strivire: se trec semințele printre una sau mai multe perechi de cilindri acoperiți cu cauciuc, iar din cauza vitezei de rotație diferită a cilindrilor, asupra semințelor acționează forțe de comprimare, de frecare sau forfecare.

La separarea cojilor din masa descojită se au în vedere două metode:

Separarea după mărime: se realizează prin cernere pe site;

Separarea după masa specifică: prin aspirarea lor de un curent de aer, știut fiind faptul că viteza critică de plutire a cojilor este mult mai mică decât a semințelor.

În urma operației de descojire rezultă două fracții a căror raport depinde de materia primă prelucrată și de caracteristicile utilajului folosit:

Miezul industrial, compus din miezul botanic și o cantitate de coajă necesară din punct de vedere tehnologic (la floarea – soarelui reprezintă 80 – 85% din masa supusă prelucrării);

Coaja eliminată sau coaja industrială, compusă din coaja propiu – zisă și cca. 0,4 – 1% fragmente de miez antrenat (la floarea – soarelui reprezintă 15 – 20% din masa prelucrată).

Principalele avantaje privind descojirea semințelor de floarea – soarelui se referă la [1]:

Creșterea conținutului de proteină în șrot: șrotul din semințe de floarea – soarelui nedescojite are 25% proteină și 25 – 28% celuloză, cel din semințe parțial descojite (10 – 12% coajă în materialul parțial descojit) are 35 – 37% proteină și 18% celuloză, iar șrotul din semințe descojite avansate (6 – 8,5% coajă în materialul descojit) are 40 – 42% proteină și 12 – 14% celuloză. Un conținut restant de coajă (6 – 8,5%) este necesar pentru a se asigura structura mecanică corespunzătoare materialului care este supus presării și extracției;

Eliminarea cojilor, care crește capacitatea de prelucrare a valțurilor de măcinare, aplatizare, utilajele de prăjire, presare, extracție;

Pierderile de ulei la presare și extracție, care sunt mai mici. De remarcat că nivelul de ulei al cojii rămase în miez crește cu fiecare operație tehnologică și ajunge la 47%. După presare, conținutul în ulei rămas în coajă scade la ⅓, iar după extracție scade din nou semnificativ;

Uleiul obținut la presare, care va conține o cantitate mai mică de ceruri ce trebuie eliminate la rafinare;

Coaja, care constituie un material combustibil având în vedere compoziția sa.

Dezavantajul principal al descojirii semințelor de floarea – soarelui constă în investiția ridicată pentru realizarea operației (spațiu construit și utilaje de descojire). Piața de furaje necesită șroturi bogate în proteine și cu un conținut redus de celuloză totală (coajă). În prezent se practică prelucrarea florii – soarelui fără descojire prin: presare la rece, presare la rece și extracție, presare la cald totală.

Semințele, de la postcurățire sunt trecute printr-un magnet permanent rotativ unde sunt separate de corpurile metalice, apoi sunt aduse într-un buncăr tampon din descojitorie. Din buncăr prin mai multe tipuri de transportoare semințele ajung în tobele de spargere unde prin lovire se descojesc.

Amestecul de miez, coji și semințe nesparte, rezultat de la tobe, trece prin site plane și separatoare pneumatice (unde separarea se realizează după diferența de mărime și după diferența de masă volumetrică) pentru separarea miezului tehnologic de celelalte fracțiuni. Semințele nesparte, separate după ce sunt trecute prin tarar, se reintroduc la tobele de descojitorie, cojile separate sunt trecute printr-o sită de control și apoi transportate la centrala termică (unde se ard pentru producerea aburului), iar miezul rezultat este dirijat în buncărul tampon de la secția Prese.

Miezul destinat presării este mai întâi trecut printr-un electromagnet identic cu cel de la descojitorie (pentru separarea corpurile metalice). Miezul este apoi măcinat în valțurile de măcinare, după care suferă un tratament hidro-termic (prajire) în prajitoare cu 6 compartimente și prin cădere liberă întră în presele mecanice unde are loc eliberarea uleiului din acesta[1].

Măcinarea (mărunțirea) este operația prin care materia primă oleaginoasă este mărunțită sub acțiunea forțelor mecanice, în particule de dimensiuni mai mici, din care să se poată face separarea uleiului în bune condiții.

Principalul scop al măcinării este de a favoriza transferul de substanță din materialul oleaginos în soluția solventului. Măcinarea are ca scop ruperea membranei celulare și destrămarea stucturii ectoplasmei, creandu-se condiții favorabile pentru extracția uleiului.

Măcinătura trebuie să fie uniformă, pentru a defavoriza conductibilitatea termică și difuzia la prăjire și extracție. Măcinarea este influențată de umiditate și de conținutul în ulei al semințelor. La creșterea umidității, semințele descojite devin plastice, mărunțirea este dificilă și măcinătura este cleioasă, ceea ce îngreunează presarea și extracția. Umiditatea optimă de măcinare este de 5 – 6% la floarea – soarelui, 8% la rapiță, 8 – 9% la in, 10% la soia, 8 – 10% la germeni de porumb, 7% la ricin, 9 – 10% la sâmburii de struguri.

La mărunțire pot avea loc și transformări chimice:

Denaturarea proteinelor datorită căldurii produse prin frecare și presiunii exercitate de cilindrii valțurilor de mărunțire.

Creșterea acidității uleiului sub acțiunea lipazelor proprii.

Creșterea indicelui de peroxid al uleiului datorită peroxidazei, lipoxigenezei și oxigenului atmosferic.

Utilajul principal utilizat la mărunțire/măcinare îl reprezintă valțul al cărui organ de lucru este tăvălugul de măcinare – un cilindru gol în interior – cu peretele gros tratat pentru sporirea rezistenței la uzură. Semințele care cad între doi tăvălugi sunt mărunțite în funcție de felul suprafeței tăvălugilor și de viteza de rotație a acestora: dacă tăvălugii sunt netezi și vitezele de rotație sunt egale, mărunțirea se face prin compresiune; dacă tăvălugii sunt rifluiți și au viteze de rotație egale, mărunțirea are loc prin tăiere.

Procesul de mărunțire/măcinare are loc în trei etape:

Deformația elastică, care are loc până la apariția primelor crăpături;

Deformația plastică, când materialul se aplatizează și se compactează;

Destrămarea materialului și apariția de celule sparte.

Productivitatea și gradul de mărunțire vor depinde de:

Diametrul tăvălugilor (cilindrilor),

Interstițiul dintre tăvălugi.

Miezul este măcinat în valțuri de măcinare, după care este supus operației de prăjire [5].

Prăjirea este operația de tratament hidrotermic efectuată sub amestecare continuă, în patru situații:

Înainte de presare, asupra măcinăturii obținute la valțuri;

Înainte de extracție, asupra broken-ului de la presare, după concasare;

Înainte de aplatizarea materialului oleaginos;

Înainte de extracție asupra paietelor deja aplatizate (procedeul Alcon).

Scopul prăjirii înainte de presare este acela de a realiza transformările fizico-chimice ale componentelor măcinăturii, ca și modificări ale structurii particulelor, în vederea obținerii unui randament maxim la presare.

Prăjirea înainte de aplatizare și extracție urmărește obținerea unei plasticități dorite în vederea prelucrării materialului la valțurile de aplatizare sub formă de paiete fine poroase și stabile, care să nu se sfărâme în extractor și să permită extracția uleiului cu dizolvant.

Prăjirea are drept scop:

să îmbunătățească condițiile de separare a uleiului din măcinătură, prin realizarea unei plasticități optime;

reducerea vâscozității și tensiunii superficiale ale uleiului;

îmbunătățirea condițiilor de scurgere a uleiului din măcinătură la presare;

realizarea unei elasticități suficiente a măcinăturii în vederea realizării frecării între particule și a unei presiuni ridicate la formarea broken-ului.

Aceste deziderate se realizează în două faze:

faza de umectare și încălzire a măcinăturii, în care măcinătura este pulverizată cu apă sau abur până la umiditatea optimă. Se poate realiza o umectare a părții hidrofile (proteinelor) din măcinătură, ce permite dislocarea uleiului de suprafață și din capilare care este împins spre exterior. La încălzire, strucutra fazei solide devine elastică dar afânată, ceea ce favorizează separarea uleiului. Umezirea și încălzirea trebuie să se desfășoare concomitent, pentru a stopa activitatea enzimatică (favorizată de prezența apei), care ar putea mări aciditatea uleiului;

faza de prăjire – uscare, când aglomeratele de particule se desfac, are loc tasarea lor, umiditatea este eliminată, proteinele sunt puternic denaturate, plasticitatea materialului devine optim pentru presare, deci pentru expulzarea uleiului. Tasarea măcinăturii conduce la creșterea greutății hectolitrice a acesteia și, deci, la îmbunătățirea indicelui de utilizare a presei și extractorului.

La stabilirea regimului de prăjire trebuie să se urmărească:

păstrarea calității uleiului de presă și a celui rămas în broken;

păstrarea în stare neschimbată a fosfatidelor, vitaminelor, provitaminelor, antioxidanților naturali.

Operația are loc în prăjitoare cu 6 compartimente, din care, prin cădere liberă, miezul măcinat și prăjit intră apoi în presele mecanice unde are loc eliberarea uleiului din acesta.

Prăjitoarea cu șase compartimente: materialul oleaginos este introdus prin gura de alimentare in primul compartiment, de unde trece prin cădere liberă dintr-un compartiment în altul cu ajutorul unor fante de evacuare și controlat cu niște supape rabatabile. La descărcarea

compartimentului, flotorul se lasă în jos, supapa deschide gura de evacuare și măcinătura trece din compartimentul superior în cel inferior. Măcinătura din ultimul compartiment, reglată cu registrul, trece prin tubul de curgere în palnia de alimentare a presei. Aburul necesar încălzirii prăjitoarei intră pe la partea inferioară a fiecărui compartiment, iar umectarea măcinăturii se face cu dispozitiv de pulverizare. Controlul prăjitoarei se face prin guri de vizitare, iar luarea probelor se face prin fante. Evacuarea vaporilor de apă se face cu ajutorul tuburilor de aspirație prevăzute cu clapete pentru reglarea aspirației. Acționarea malaxorului se face de la un motor electric.

Prăjirea are ca scop modificarea proprietăților fizico-chimice ale macinăturii pentru ca la presare să se obțină randamentul maxim în ulei[2].

Presarea este operația de separare a componentului lichid (ulei) dintr-un amestec lichid – solid (măcinătura) sub acțiunea unor forțe exterioare, rezultând un ulei brut și broken-ul. La început se separă ueliul reținut la suprafața particulelor de măcinătură ce se scurg prin canalele dintre particule, apoi, când sub influența preisunii crescânde începe deformarea și comprimarea particulelor, are loc și eliminarea uleiului. Când spațiul dintre particule devine foarte mic, uleiul nu se mai elimină și se ajunge la formarea broken-ului (turtelor).

La presarea în prese moderne, cu mai multe camere de presare, structura brichetelor (turtă) este sfărmată la trecerea prin fiecare con de presare.

De la presare rezultă uleiul brut de presă și brokenul, respectiv turta de presare care mai conține între 18-22% ulei.

Uleiul brut de presă, după ce este supus unui proces de purificare pentru eliminarea zațurilor, prin decantare și filtrare, în continuare este uscat, răcit la 40C-50C și apoi transportat la depozitul exterior de ulei brut.

Purificarea uleiului de presă are ca scop reținerea suspensilor mecanice și organice, cum și a urmelor de apă. Acestea pot micșora conservabilitatea uleiului și ingreuna operatie de rafinare.

Brokenul, care mai conține destul ulei pentru a putea fi supus operației de extracție cu solvent, este introdus la faza de preparare, care se realizează tot în secția prese.

Paietele de broken sunt transportate la secția Extracție [2].

În figura 2.3. este prezentată schema tehnologică a secției descojitorie.

Figura 2.3. Schema tehnologică a secției prese[1]

În figura 2.4. este prezentată schema tehnologică a secției prese.

Figura 2.4. Schema tehnologică a secției prese[1]

2.4.Secția extracție

Extracția este operația tehnologică prin care, dintr-un amestec de substanțe, se separă unul din componenți prin solubilizarea într-un solvent. Este un proces solid-lichid, în care amestecul ulei solvent formează miscela. Materialul degresat rămas după extracție se numește șrot.

Procesul prin care uleiul din măcinătură trece în solvent se numește difuzie, care poate fi de mai multe feluri, după cum vor fi prezentate în continuare.

Difuzia molecular: omogenizarea concentrațiilor în acest caz, se realizează sub acțiunea agitației moleculare. Factorul motor al difuziei este cu atât mai mare cu cât diferența de concentrație este mai mare și cu cât temperatura este mai mare, care face să crească energia cinetică a moleculelor.

Difuzia unor porțiuni macroscopice de fluid în mișcare turbulentă, masa trecând dintr-o fază în alta, prin mișcarea unei faze în raport cu cealaltă.

Difuzia prin prin convecție:este un proces fizic de omogenizare a concentrațiilor unui amestec prin deplasări ale membrane celulare: acest tip de difuzie are loc când semințele oleaginoase sunt întregi (miez), membranele celulare comportându-se ca membrane semipermanente, procesul fizic de bază fiind osmoza. Solventul care difuzează în interiorul celulelor dizolvă uleiul și formează o soluție care difuzează spre exterior până la egalizarea concentrațiilor în interiorul și în exteriorul celulelor.

Transferul de substanță în procesul de extracție a uleiului este un proces de difuzie care implică numai primele două tipuri de difuzie, deoarece avem de-a face cu o măcinătură. Procesul are loc în trei etape:

Etapa de difuzie moleculară a uleiului din interiorul particulei către exteriorul ei;

Etapa de difuzie moleculară a uleiului prin stratul de la suprafața exterioară a particulelor la suprafața solventului, care înconjoară particulele;

Etapa de difuzie prin convecție a uleiului de la stratul de separare către micela de mișcare.

De la presare rezultă uleiul brut de presă și brokenul, respectiv turta de presare care mai conține între 18-22% ulei. Paietele de broken sunt transportate la secția Extracție.

Operația de extracție constă în solubilizarea uleiului din brocken cu un conținut de 18-22% ulei într-un dizolvant (n-hexan). Procesul se desfășoară în extractor unde N-hexanul circulă în contracurent cu brockenul.

În urma procesului de extracție rezultă miscela (amestec de n-hexan și ulei) și șrot cu un conținut de 25-50% n-hexan.

Miscela rezultată în urma procesului de extracție este supusă distilării în vederea separării uleiului de solvent (n-hexan). În utilajele de distilare are loc mai întâi evaporarea n-hexanului și apoi concentrarea miscelei în 3 trepte de concentrare, în care ultimele fracțiuni de solvent se elimină din ulei prin antrenare cu abur direct sub vid. În urma procesului de distilare rezultă uleiul brut de extracție și n-hexan care după condensare este reintrodus în procesul de extracție.

Procesul de dezbenzinare se desfășoară în toaster și constă în eliminarea solventului (n-hexan) și a umidității din șrot cu ajutorul căldurii. Pentru favorizarea eliminării solventului din șrot, în desolventizor se introduce direct abur. N-hexanul rezultat în urma operației de toastare – desolventizare este condensat și reintrodus în procesul de extracție.

Șrotul rezultat în urma desolventizării este răcit cu aer până la temperatura de în vederea depozitării. Operația se desfășoară în ultimul compartiment al toasterului. Șrotul rezultat are un conținut de :

1% ulei,

umiditate 9%

maxim 0,1% n-hexan [2].

În figura 2.5. este prezentată schema tehnologică a secției extracție.

Figura 2.5. Schema tehnologică a secției extracție[1]

2.5. Secția rafinare

Uleiurile vegetale brute, obtinute prin presare sau prin extractie, nu sunt trigliceride pure. În funcție de felul materiei prime, de condițiile de prelucrare și de păstrare, uleiurile conțin cantități variabile (1 – 4%) de substanțe străine, denumite substanțe de insoțire.

Substanțele de însoțire și urmele de componente, cuprind mai multe grupe de compuși chimici, dintre care unele înrăutățesc calitatea uleiurilor, cum sunt: particule de semințe, impurități, carbohidrați, urme de metale, produse de oxidare a aciziilor grași, hidrocarburi aromatice policiclice, substanțe colorante, substanțe mirositoare, ceruri, reziduuri de pesticide, etc. În aceeași grupă se includ însă și substanțe valoroase ca: fosfatidele, vitaminele liposolubile (A,D,E,K), a căror prezență mărește valoarea alimentară a uleiurilor.

Îndepărtarea substanțelor de însoțire determină ameliorarea unor proprietăți a uleiurilor și anume: culoarea, aciditatea liberă, gustul și mirosul, transparența, conservabilitatea etc. În acest mod, uleiurile devin apte pentru utilizare în scopuri alimentare sau tehnice, având caracteristicile organoleptice cerute de consumatori. Totodata, crește stabilitatea uleiurilor în timpul depozitării de durată [2].

Deoarece majoritatea uleiurilor sunt supuse procesului de rafinare, procesul de fabricație ar putea fi cheia pentru producerea de ’’phytoprostane’’[15].

Hidrocarburi aromatice policiclice (HAP) sunt compusi cancerigeni de mediu care pot contamina uleiurile vegetale și niveluri pot fi reduse prin rafinare[16].

Experimentele au arătat că stabilitatea diferitelor componente tocoferoli și tocotrienoli prezente în uleiurile vegetale rafinate depind practic de doi factori: compoziția în acizi grași a uleiului, în special conținutul de acizi grași polinesaturați, și tipul de tocoferol[17].

2.5.1. Dezmucilaginarea

Dezmucilaginarea are drept scop îndepărtarea particulelor de semințe, impuritățile și parțial fosfatidele, carbohidrații, proteinele și urmele de metale. Mucilagiile au o compoziție complexă. Ele conțin, în principal, fosfatide substanțe albuminoide, precum și cantități mai mici de hidrați de carbon, rășini, sterine, etc.

Dezmucilaginarea uleiului este necesara pentru mai multe considerente, și anume:

substantele mucilaginoase influențează defavorabil conservarea uleiurilor comestibile și datorită hidratarii parțiale produc tulbureala lor la depozitare ;

uleiurile nedezmucilaginate spumeaza în timpul rafinării și al utilizării;

fosfatidele acționează ca emulgatori și ca atare măresc pierderile de ulei la rafinare;

substanțele mucilaginoase acționează ca otravuri de catalizatori și ca atare îngreunează sau opresc procesul de hidrogenare.

Dezmucilaginarea acidă se bazeaza pe faptul ca, în prezența acidului citric sau acidului fosforic, fosfolipidele, albuminoidele și complecșii acestora sub forma de mucilagii pierd solubilitatea în ulei și precipita în flacoane care prin adaos de apă caldă își maresc volumul și pot fi separate prin centrifugare.

Desfășurarea desmucilaginării acide a hidratăarii cu apa și eficacitatea operației depind de o serie de factori care sunt: temperatura de lucru, natura și cantitatea agentului de precipitare, mărimea suprafeței de contact, precum și de modul de separare a mucilagiilor.

În general temperatura de formare a flocoanelor de mucilagii este de ~ , iar cea de hidratare a floacoanelor formate de ~ , iar separarea mucilagiilor din ulei se face la o temperatura de ~ 90°C [2].

2.5.2. Neutralizarea

Neutralizarea alcalină reduce următoarele componente: acizi grași liberi, produsele de oxidare a acizii grași liberi, proteinele reziduale, fosfatidele, carbohidrații, urmele de metal și parte din pigmenți. Reacția cu hidroxid de sodiu este instantanee și are loc la suprafața picăturii de leșie cu formarea unei pelicule monomoleculare de săpun, în care se absorb și impuritățile aflate în ulei, de unde și caracterul de rafinare al neutralizării. Globulele de leșie cu pelicula de săpun se asociază între ele sub formă de ”soapstock”. La neutralizare, pe lângă neutralizarea acizilor grași liberi, poate avea loc și o saponificare a trigliceridelor, deci o pierdere de ulei. În plus, ”sopastock-ul” antrenează și ulei neutru. Cantitatea de ulei saponificat și de ulei neutru antrenat în ”soapstock” este cu atât mai mică cu cât structura ”soapstock-ul” este mai puțin stabilă și cu cât condițiile de emulsionare sunt mai puțin favorabile (regim de curgere, temperatura), fosfatidele având rol de emulgator ca de altfel și săpunurile formate. Reacția de neutralizare necesită un exces de alcalii pentru a deplasa echilibrul reacției și pentru a neutraliza în totalitate acizii grași liberi. Excesul de alcalii este de 10 – 30% la uleiul de floarea – soarelui și soia. În conceptul clasic vechi, sfârșitul neutralizării înseamnă obținerea acidității de maximum 0,1%. În concepția nouă, care pune fosforul ca factor principal, sfârșitul rafinării alcaline se exprimă prin trei caracterisitici: aciditatea liberă, conținutul de fosfor și nivelul de culoare. Cel mai dificil nivel de realizat, din cele trei, determină de fapt sfârșitul reacției de rafinare.

Săpunul din ulei este eliminat prin separare, într-un separator centrifugal cu talere tip Westfalia și pompat la scindare [2].

Neutralizare și, în special, dezodorizarea sunt cele mai eficiente etapel care contribuie la reducerea hidrocarburilor aromatice policiclice. Înălbire a fost responsabilă pentru o ușoară creștere a conținut de hidrocarburi policiclice aromatice[16].

2.5.3. Spălarea uleiului

Pentru îndepărtarea cantitativă a săpunului din uleiul neutralizat se utilizează spălarea efectuata într-o etapa. În timpul spălarii, săpunul se dizolvă în apa și se elimină împreună cu aceasta. Temperatura uleiului este de , temperatura care se menține până la terminarea procesului.

Separarea apei de spalare din ulei se realizează prin centrifugare într-un separator cu talere tip Westfalia, iar uscarea uleiului spălat se realizează la secțiunea albire. În figura 2.6 este prezentată schema tehnologică a secției rafinare, desmucilaginare, neutralizare și uscare [2].

Figura 2.6. Schema tehnologică a secției desmucilaginare, neutralizare și spălare[1]

2.5.4. Uscarea si Albirea uleiului

La uleiurile neutralizate cu alcalii după spălare, poate rămâne până la 0,5% apă.

Eliminarea acesteia se impune atât datorită faptului că prezența apei permite hidroliza trigliceridelor cu creșterea acidității libere, precum și pentru faptul ca urmele de apă inactivează materialele absorbante folosite în procesul de decolorare a uleiurilor.

Substanțele care confera culoarea uleiurilor vegetale pot fi categorisite în două grupe, și anume:

Pigmentii naturali care trec în uleiuri din planta în timpul procesului de obținere prin presare sau extracție: clorofila care da coloranți verzui, carotina – roșie si xantofila – galbenă.

Pigmenti secundari a căror apariție se datorează condițiilor de tratament la care este supusă materia primă oleaginoasă.

Temperatura înaltă, prezența aerului, precum și un anumit conținut de umiditate provoacă colorarea puternică a uleiului și, mai ales, a brokenului în prezenta parților metalice ale preselor – melc.

Scopul albirii este de a reduce nivelurile pigmenșilor, dar se realizează și o eliminare mai avansată a altor substanțe de însoțire, cum sunt mucilagiile, metalele grele, substantele proteice etc.

Se elimina, de asemenea, resturi de săpun din uleiurile neutralizate alcalin. Pe de alta parte, un efect de albire parțială se obține și in alte faze ale procesului de rafinare (dezmucilaginarea acida și neutralizarea alcalina).

În practică, decolorarea prin adsorbție are loc prin introducerea sub agitare a pământului decolorant în uleiul neutralizat și uscat, respectarea unui timp oarecare pentru asigurarea contactului intim între ulei și materialul adsorbant sub vacuum și la temperatura de 90 – , urmată de separarea adsorbantului din uleiul decolorat. În figura 2.7. este prezentată schema tehnologică a secției uscare și albire [2].

Figura 2.7. Schema tehnologică a secției de albire[1]

2.5.5. Vinterizarea

Procesul constă în răcirea uleiului până la temperatura de cristalizare a cerùrilor și apoi separarea cristalelor într-un separator centrifugal. În principiu, winterizarea constă în cristalizarea gliceridelor solide și a cerurilor, urmată de separarea acestora prin filtrare, de ulei. Separarea gliceridelor solide și a cerurilor este cu atât mai completă, cu cât temperatura la care se fac cristalizarea și filtrarea este mai mică, 5 – 7 oC. Cristalizarea poate avea loc spontan sau prin introducerea în ulei a germenilor de cristalizare, pentru a scurta timpul alocat acestei operații. Drept germeni de cristalizare, se utilizează kiselgur sub formă de praf fin, pe care se aglomerează microcristale de gliceride și ceruri, obținându-se, ca urmare, cristale de dimensiuni mai mari. După cristalizare, uleiul este încălzit la temperatura de 12 – 16 oC și se filtrează. La această temperatură, viteza de filtrare este satisfăcătoare, iar cristalele formate nu se dizolvă.

În practică uleiul este răcit la 5 0C când este însămânțat cu germeni de cristalizare și menținut la această temperatură un timp necesar cristalizării, după care urmează încălzirea la 12 – 16 0C când are loc filtrarea fără ca cristalele să se dizolve. În figura 2.8. este prezentată schema tehnologică a secției de vinterizare [2].

Figura 2.8. Schema tehnologică a secției de vinterizare[1]

2.5.6. Dezodorizarea

Dezodorizarea este operația prin care se elimină substanțele care imprimă uleiurilor miros și gust neplăcut.

Substanțele care produc gustul și mirosul uleiurilor și grăsimilor se pot grupa astfel:

– substanțe naturale, care imprimă mirosul și gustul caracteristice uleiurilor proaspete, obținute din materii prime nealterate. Ele se extrag din materiile prime, în special prin presare la cald și prin extractie cu solvenți. Din aceasta grupă de substanțe fac parte hidrocarburi nesaturate, compuși cu gust amar, compusi cu gust ințepător.

– substanțe formate prin alterarea materiilor prime sau a uleiului în timpul depozitării, al transportului și al prelucrări. In aceasta grupă se cuprind: acizi grași liberi, formațti prin hidroliza grasimilor, dintre care cei inferiori (butiric, capronic, izovalerianic etc.) au un miros intepator; aldehide și cetone rezultate din degradarea grasimilor etc.;

– alte modificari de gust si miros se inregistreaza dupa anumite faze de prelucrare, ca de exemplu, mirosul de ars (care apare la supraincalzirea semintelor in timpul prajirii), mirosul de benzina datorat urmelor de solventi din uleiurile brute de extractie, gustul de sapun (daca sapunul nu este bine eliminat la spalare), gust de pamant (la utilizarea unor cantitati prea mari de pamant de albire sau la depasirea duratei de contact prescrise intre pamant si uleiul albit),

Scopul dezodorizării este de a reduce nivelul de acizi grași liberi și de a indeparta mirosurile, aromele reziduale și alte componente volatile cum ar fi pesticidele și hidrocarburile aromatice policiclice ușoare. Realizarea cu atenție a acestui proces va imbunătăți stabilitatea și culoarea uleiului, menținând valoarea nutrițională. Eliminarea substanțelor odorante, aromatizante și a acizilor grași liberi se realizează prin distilarea și barbotarea cu abur pulverizat sub vid (0,5-8 mbari) și la temperaturi ridicate (210 -230ºC) [2].

2.5.7. Polisarea uleiului

Uleiul dezodorizat este filtrat in filtrele de polisare (cu saci). După filtrare (polisare) uleiul rafinat este răcit la .

Uleiul răcit este înregistrat cantitativ după care este depozitat temporar în rezervoarele de la sectie, si este analizat înainte de a fi predat în depozitul de uleiuri rafinate [2].

2.5.8. Secția îmbuteliere și depozitare

Linia de îmbuteliere butelii PET de și se compune din următoarele faze: suflarea buteliilor PET, transportul lor câtre mașina de umplut cu ajutorul transportorului pneumatic,

umplerea buteliilor,

capsarea dopurilor,

etichetarea buteliilor,

inscriptionarea acestora cu data de fabricatie,

După aceea buteliile sunt preluate de linia automată de ambalat fomată din: o mașină de format pachete de 6 butelii în folie termocontractibilă, o mașină de așezat pachetele pe paleți și apoi o mașină de tras în folie strech a paleților cu pachete pe ei [2].

În figura 2.9. este prezentată schema tehnologică a secției de dezodorizare.

Figura 2.9. Schema tehnologică a secției de dezodorizare[1]

CAPITOLUL 3

PARTEA EXPERIMENTALĂ

Calitatea reprezintă ansamblul de caracteristici ale unui produs care îi conferă acestuia aptitudinea de a satisface cerințele experimentale sau implicite ale utilizatorului.

Pentru produsele alimentare, calitatea este o noțiune mai complexă, deoarece, spre deosebire de alte produse industriale, calitatea acestora are un cuprins mult mai larg și efecte mult mai profunde.

Produsele alimentare se pot altera, infecta și impurifica în timpul preparării, transportului și păstrării, de aceea expertiza lor sanitară este absolut necesară. Produsele alimentare se modifică sub influența microorgnanismelor, fermentațiilor, oxigenului din aer și a luminii, a substanțelor organice care intră în componența produselor alimentare.

Aprecierea calității produselor alimentare include următoarele măsuri:

-Certificarea produselor alimentare, prin documente în care sunt menționate data fabricării, calitatea și termenii de realizare;

-Inspecția viziunală a lotului de produse, determinarea stării amalajului;

Controlul selectiv al produselor din acest lot;

Scopul lucrării este de a evalua calitatea uleiului de foarea soarelui brut și rafinat, ceea ce include caracteristicile orgaoleptice: aspect, culoare, miros și gust și măsurarea parametrilor fizico-chimici: aciditatea liberă, apa și substanțe volatile, impurității insolubile în eter etilic, indice de iod, indice de saponificare și indice de aciditate.

Analizele au fost efectuate pe o perioada de opt zile.

3.1. Exameul organoleptica

a.ulei de foarea soarelui brut

Culoare-galben-roscat până la brun închis;

Miros-caracteristic uleiului obținut din semințe de foarea soarelui;

b.ulei de foarea soarelui rafinat

Aspect-la 15 °C, pentru ulei în ambalaj de desfacere-limpede fără suspensii și sedimente;

Culoare-galben pai;

Miros și gust-gust plăcut, specific, fără miros și gust specific;

3.2.Determinarea acidității libere a uleiului de folarea soarelui brut și rafinat

Principiul metodei

Proba de analizat se neutralizează prin titrare cu soluție de NaOH 0,1n sau KOH 0,5n în prezență de fenolftaleină ca indicator.

Reactivi

-solvent: amestec de alcool etilic și eter etilic, 1:2 sau amestec de alcool etilic și benzen 1:2;

-hidroxid de sodiu, soluție 0,1n sau hidroxid de potasiu 0,1n;

-fenolftleină, soluție alcoolică 1%.

Modul de lucru

Se câtăresc, intr-un pahar Erlenmeyer, cu precizie de 0,01 g, 10 g ulei din proba de analizat. Se adaugă 50 ml solvent din proba de analizat, se omogenizează, apoi se introduc 5-6 picături de indicator fenolftaleină soluție alcoolică 1%.

Se titrează apoi cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1 n până la punctul de vitaj roz, persistând timp de un minut.

Calcularea și exprimarea rezultatelor în cazul uleiului de folarea soarelui brut

I.A.= [MG KOH/G], unde:

-56,11=cantitatea de hidroxid de potasiu, în mg, corespunzătoare la 1 ml hidroxid de potasiu 0,1 n;

-V=volumul de hidroxid de sodiu, sau potasiu folosit la titrare, în ml;

-n=normalitatea soluției de NaOH sau KOH folosit la titrare, în ml;

-m=masa probei luate în lucru, în g.

Calcularea și exprimarea rezultatelor în cazul uleiului de folarea soarelui rafinat

I.A.= =, unde:

-282=masa moleculară a acidului oleic în g;

-V=volumul soluției de hidroxid de sodiu 0,1 n sau 0,01 n;

-n=normalitatea soluției de NaOH folosit la titrare, în ml;

-m=masa probei luate în lucru, în g.

Tabel 3.1. Valorile experimentale obținute la determinarea acidității libere a uleiului de folarea soarelui brut și rafinat

Comparând rezultatele obținute la determinarea acidității libere a uleiului de floarea soarelui brut și rafinat cu cele găsite în literatura de specialitate se observă că valorile obținute pentru probele analizate în acest studiu sunt mai mici (ulei brut – 6,00 mg. KOH/g; ulei rafinat – 0,35 mg KOH/g) [1].

3.3.Determinarea conținutului de apă din uleiul brut și rafinat

Principiul metodei

Încălzirea unei probe de analizat, la 103°C±2°C, până la eliberarea totală a apei și a substanțelor volatile și determinarea pierderii de masă.

Aparatură

-balanță analitică;

-fiolă de cântărire;

-etuvă alectică, reglabilă la 103°C±2°C;

-exicator.

Modul de lucru

Se cântăresc, cu exactitate de 0,001g, circa 5g sau 10g probă de analizat,funcție de conținutul presupus de apă și substanțe volatile, în fiolă prealabil uscată și tarată.

Fiola care conține proba de analizat se menține timp de 1h în etuvă, reglată la 103°C±2°C. Se lasă să se răcească în exicator, până la temperatura ambiantă și se cântărește cu exactitate de 0,001g.

Se repetă operațiile de încălzire, racire și cântărire, cu mențineri succesive în etuvă de câte 30 minute fiecare, până cănd pierderea de masă dintre doua căntăriri succesive nu depășește 2 mg sau 4 mg, funcție de masa probei de analizat.

Calcularea și exprimarea rezultatelor

Conținutul de apă și substanțe volatile, exprimat în procente de masă, se calculează cu formula:

, în care:

-=masa fiolei de cântărire, în mg;

-=masa fiolei cu proba de analizat, în mg;

-=masa fiolei cu reziduu după încălzire, în mg.

Ca rezultat se ia media aritmetică a doua determinări.

Tabel 3.2. Valorile experimentale obținute la determinarea conținutului de apă din uleiul brut si rafinat

Comparănd rezultatele obținute la determinarea conținutului de apă și substanțe volatile din uleiul brut si rafinat cu cele găsite în literatură se observă că valorile obținute pentru probele analizate în acest studiu sunt mai mici (valoarea din literatură este 0,05 mg. KOH/g pentru uleiul rafinat de floarea soarelui, iar 0,50 mg. KOH/g pentru uleiul brut de floarea soarelui) [1].

3.4.Determinarea conținutului de împurități, însolubile în solvenți organici, în uleiul brut și rafinat

Principiul metodei

Metoda constă în tratarea probei de analizat cu un exces de solvent organic, filtrarea soluției obținute, spălarea reziduului cu același solvent, uscarea la 103°C, până la masa constantă și cântărirea reziduului uscat.

Reactivi

Reactivii trebuie să fie de calitate pentru analiză sau de calitate echivalentă; cu reziduul la evaporarea de max. 0,002 g la 100 ml.În funcție de produsul analizat se folosesc reactivi diferiți:

-pentru uleiuri și grăsimi brute sau prelucrate, se utilizează n-hexan sau eter de petrol, cu punct de fierbere 30-60°C și având indicele de brom sub 1 sau eter etilic;

-pentru acizi grași de rafinare se utilizează amestec de alcool etilic min. 98% vol. Si eter etilic, în proporție de 1:1.

Pregătirea probei

Conform SR ISO 661:1996-„Grăsimi de origine vegetală și animală. Pregătirea eșantionului pentru analiză.”

-dacă proba pentru analizat este fluidă, limpede și fără sedimente înainte de efectuarea determinări se va omogeniza;

-dacă proba este fluidă, tulbure și conține sedimente, conținutul recipientului cu probă, până când sedimentul este complet detașat de pe pereții lui.Eșantionul se trece imediat într-un alt recipient și se verifică dacă nu au mai rămas resturi de sedimente pe pereții recipientului inițial, dacă au rămas, acesta se detașează complet, dacă e necesar spărgând recipientul și încorporându-le în masa eșantionului;

-dacă proba este solidă, ea se încălzeste, cu atenție, pâna la obținerea unei consistențe care să permită amestecarea și se agită energic pănâ la omogenizare.

Aparatură

-etuvă electică, termoreglabilă;

-exicator care conține un deshidratant eficace;

-fiolă de cântărire prevăzută cu capac;

-vas conic de 300 ml cu dop rodat;

-calculator de birou;

-balanță analitică cu precizie 0,0001 g;

-vas de trompă de circa 500 ml;

-creuzet filtrant;

-pâlnie de filtrare cu diametru de 75-80 mm;

-hartie de filtru fără cenușă.

Modul de lucru

Se usucă creuzetul filtrant sub hârtie de filtru, în etuvă reglată la 103°C±2°C până la masă constantă, se răcește în exicator și se cântăreste cu precizie de 0,001 g(). Din proba pregătită se cântăresc cu precizie de 0,01 g, în vasul conic, următoarele cantități():

-50 g, în cazul uleiurilor și grăsimilor vegetale prelucrate;

-20 g, în cazul uleiurilor și grăsimilor brute;

-10 g, în cazul acizilor grași.

Peste proba cântărită se adaugă 200 ml solvent, se astupă vasul conic și se agită până la dizolvarea completă. Se lasă în repaos timp de 30 de minute, la temperatura de 20°C. Se filtrează prin creuzetul filtrant sau hârtie de filtru. Se spală creuzetul filtrant sau hârtie de filtru cu porțiuni mici de solvent, cu cantitatea strict necesară, pâna ce filtrantul este lipsit de materii grase.

Observații

Îndepărtarea completă a grasimilor din reziduu insolubil se verifică prinzând pe o hartie de filtru o picătură de filtrat: după evaporarea solventului, pe hârtia de filtru nu treuie să se observe pată de grasime.

Când filtrarea se face prin hârtie de filtru, datorită volatilității solventului, materiile grase au dendința de a se ridica spe marginea hartie de filtru și se îndepărtează greu prin spălare cu solvent. În asemenea cazuri se recomadă ca, dupa două sau trei spălari, hartia de filtru să fie supusă extracției cu solvent într-un aparat Soxhlet timp de o ora.

După terminarea filtrării se lasă creuzetul sau hârtia de filtru, la aer pentru eliminarea majorității solventului,apoi se usucă în etuvă la 103°C±2°C, se răceste în exicator și se cântăreste cu precizie de 0,001 g().

Se efectuează în paralel două determinări din aceiași probă pentru analizat.

Calcularea și exprimarea rezultatelor

Conținutul în impurități insolubile în solvenți organici (I), exprimat în procente, se calculează cu formula:

I=, în care:

-=masa probei luată pentru determinare, în mg;

-=masa creuzetului filtrant, în g;

-=masa creuzetului filtrant, împreună cu impuritățile insolubile uscate până la masa constantă, în mg.

Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări efectuate în paralel, dacă este îndeplinită condiția de repetabilitate.

Repetabilitate: Diferența dintre doua determinări paralele, efectuate de același operator, pe aceeași probă nu trebuie să depășească 0,02 % impurități insolubile, în cazul produselor care nu conțin mai mult de 0,3 % impurități insolubile sau 0,5 % in cazul conținutului de impurități mai mare de 0,3 %.

Din tabelul 3.3 se observă că valorile obținute pentru probele analizate în acest studiu sunt mai mici (valoarea din literatură este 0,05 mg. KOH/g la ulei rafinat de floarea soarelui, iar 0,25 mg KOH/g la uleiul brut de floarea soarelui) decât cele raportate în literatura de specialitate.

Tabel 3.3. Determinarea conținutului de împurității, însolubile în solvenți organici, în uleiul brut și rafinat

Rezultatele obținute la determinarea conținutului de împurității, însolubile în solvenți organici, în uleiul brut și rafinat sunt comparabile cu cele găsite în literatură (0,05% la uleiul rafinat de floarea soarelui, 0,25% la uleiul brut de floarea soarelui) [1].

3.5.Determinarea indicelui de iod, în uleiul brut și rafinat

Principiul metodei

Proba de analizat se filtrează cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,1 până la culoarea galben-pai.

Reactivi

-cloroform sau , lipsite de substanțe reducătoare;

-acid acetic glacial 99,5%, lipsit de substanțe reducătoare;

-HCl;

-iod;

-tiosulfat de sodiu 0,1 n;

-KI soluție 15%;

-amidon soluție 1%.

Pregătirea probei pentru analiză

Dacă proba nu este complet lichidă la temperatura camerei, se topeste prin încălzire la o temperatură cu cel puțin 15°C peste punctul ei de topire.

Se filtrează proba prin hârtie de filtru, și eventual pe sulfat de sodiu anhidru, pentru a îndepărta impuritățile solide și urmele de apă. Proba trebuie să fie complet anhidră.

Modul de lucru

Se cântărește cu o precizie de 0,0002 g într-un vas Erlenmeyer cu dop rodat o cantitate din proba de analizat conform tabelului 3.4.

Tabelul 3.4. Masa probei luată în lucru

Se adaugă peste proba cântărită 10 ml solvent și se agită până la dizolvarea completă. Se adaugă cu biureta 25 ml soluție Hanus și se agită ușor pentru omogenizare. Balonul conținând proba de analizat se astupă și se lasă în repaus 30-60 de minute, la întuneric și la temperatura de 25±5°C.

Se titrează cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,1 până la culoarea galben-pai. Se adauga 1-5 ml soluție de amidon și se continuă titrarea până la dispariția completă a culorii albastre.

În paralel se execută doua probe martor, cu aceleași cantități de solvent și reactiv Hanus, în condiții identice cu cele ale probei de analizat, dar fără grăsime.

Calcularea și exprimarea rezultatelor

Indice de iod=, în care:

-V=volumul soluției de tiosulfat de sodiu folosit la titrarea probei martor, ml;

-V=volumul soluției de tiosulfat de sodiu folosit la titrarea probei de analizat, ml;

-m=masa probei luate pentru determinare,g;

-n=normalitatea soluției de tiosulfat de sodiu folosită la titrare;

-0,1269=cantitatea de iod, în g, corespunzătoare la 1 ml tiosulfat de sodiu soluție n.

Ca rezultat se ia media aritmetică a doua determinări efectuate în paralel, care nu diferă între ele cu mai mult de 1%.

Observație

Probele cu ulei cu indicele de iod de 150g/100g necesită o durată de reacție de o oră.

În cazul probelor colorate, titrarea se efectuează în prezența de albastru de alcalii soluție alcoolică 0,2% sau timoftaleină soluție alcoolică 1%.

Tabel 3.5. Determinarea indicelui de iod, în uleiul brut și rafinat

Rezultatele obținute la determinarea indicelui de iod, în uleiul brut și rafinat sunt comparabile cu cele găsite în literatură (119-135 g×l/100 g la uleiul rafinat de floarea soarelui, 119-135g×l/100g la uleiul brut de floarea soarelui) [1].

Pranali P. Chiplunkar, Amit P. Pratap , au determinat indicele de iod la uleiul rafinat de floarea soarelui și rezultatul obținut este comparabil cu cel obținut de mine pe uleiul rafinat de floarea soarelui.Valoarea obținută de ei este de 118.91 ± 0.40 (g / 100 g)[14].

3.6.Determinarea indicelui de saponificare, în uleiul brut și rafinat

Principiul metodei

Proba de analizat se tratează cu soluție de HCl 0,5 n în prezență de fenolftaleină până la distariția culorii roșii.

Aparatură

-balon de saponificare cu capacitate de 250-300 ml;

-refrigerent de aer cu lungime de 650 mm.

Reactivi

-HCl 0,5 n;

-KOH soluție alcoolică;

-fenolftaleină, soluție alcoolică 1%.

Modul de lucru

Se topește proba (dacă nu este lichidă la temperatura camerei), la o temperatură cu cel mult 15°C peste temperatura ei de topire, se deshidratează cu sulfat de sodiu anhidru și se filtrează prin hârtie de filtru, pentru îndepărtarea impurităților și a urmelor de apă.

Într-un balon de saponificare, se cântăreste cu o precie de 0,0002 go cantitate de probă astfel încât consumul de reactiv folosit la titrare să reprezinte 45-55% din consumul probei martor. În general se cântăresc 2g probă. Se adaugă cu biureta 25 ml soluție alcoolică de KOH.

Se montează un refrigerent de aer și se fierbe cu refux până la completa saponificare (aproximativ o oră). În timpul saponificării trebuie supravegheată instalația, ca vaporii să nu ajungă la parte superioară a refrigerentului, pentru a evita pierderile de componenți volatili.

După saponificare, înainte de completa răcire a probei, se spală refrigerentul cu puțină apă distilată, și după îndepărtarea refrigerentului, se titrează proba cu HCl 0,5 , în prezența de fenolftaleină, până la dispariția culorii rosii.

În paralel se execută o proba martor, în condiții identice cu cele ale probei de analizat, dar fără grăsime.

Calcularea și exprimarea rezultatelor

Indice de saponificare= mg KOG/g, unde:

-V=volumul soluției de HCl 0,5 folosit la titrarea probei martor, ml;

-= volumul soluției de HCl 0,5 folosit la titrarea probei de analizat, ml;

-m=masa probei luate pentru determinare, g;

-28,05=cantitatea de koh, în mg, corespunzătoare la 1 ml HCl 0,5.

Observații

În cazul în care se analizează o proba a cărei durată de saponificare nu este cunoscută se stabileste durata prin efectuarea mai multor saponificări de 1-4 ore, durata optimă fiind corespunzătoare indicelui de saponificare cel mai mare. Claritatea și omogenitatea probei indică sfârșitul saponificării, fără a fi un criteriu sigur.

În cazul probelor colorate, titrarea se efectuează în prezența de albastru de alcalii soluție alcoolică 0,2% sau timoftaleină soluție alcoolică 1%.

Tabel 3.6. Determinarea indicelui de saponificare, în uleiul brut și rafinat

Rezultatele obținute la determinarea indicelui de iod, în uleiul brut și rafinat sunt comparabile cu cele găsite în literatură (184-198 mg. KOH/g – ulei rafinat de floarea soarelui, 181-198 mg. KOH/g – uleiul brut de floarea soarelui) [1].

Pranali P. Chiplunkar, Amit P. Pratap , au determinat indicele de saponificare la uleiul rafinat de floarea soarelui și rezultatul obținut este comparabil cu cel obținut de mine pe uleiul rafinat de floarea soarelui.Valoarea obținută de ei este de 191.87 ± 0.60 (mg KOH/g)[14].

CAPITOLUL 4

CALCULUL TEHNOLOGIC LA OBȚINEREA ULEIULUI DE FLOAREA SOARELUI

4.1. Tema și datele de proiectare

Pentru obținerea uleiului brut de floarea – soarelui se va prelucra o cantitate de 32000 kg de semințe de floarea-soarelui. Pentru prelucrare se cunosc următoarele date tehnologice:

conținutul de coajă ce rămâne în miez în urma decojiri este de 2,5;

conținutul de coajă botanică în semințe 13

conținutul de coajă existent în fracțiunea tehnologică numită coaja eliminată este 96,8

umiditatea inițială a semințelor este 13,7

după operația de uscare umiditatea semințelor este 4,8

conținutul de ulei din măcinătură de floarea-soarelui este 53

conținutul de ulei care rămâne în brochenul rezultat la presare 19

pentru recuperareauleiului din brochen, cesta este supus extracției cu benzina de extracție, iar conținutul de ulei din amestecul rezultat la extracție și denumit miscela este 38

randamentul operației de extracție 83

cantitatea de solvent care rămâne în șrot este 13 din cantitatea de solvent introdus la extracție

pierderile în timpul operației de măcinare 2, raportată la materia introdusă

impuritățile îndepărtate la curățirea semințelor reprezintă 3,5 din masa semințelor,

conținutul de ulei din semințe este 49.

În urma calcului realizat va rezulta:

cantitatea de ulei brut de presă și extracție;

randamentul de obținere a uleiului brut;

consumurile specific.

În partea de bilanț termic vom realiza dimensionarea tehnologică a unui schimbător de căldură cu plăci pentru răcirea uleiului de floarea-soarelui cu apă din etapa de rafinare chimică.

4.2. Bilanț de materiale

Curățire

Schema etapei de curățire este redată în figura 4.1. În această etapă intră semințele de floarea soarelui care vor fi curățate, rezultând semințe curățate și impurități.

Figura 4.1. Schema etapei de curățire

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.1)

unde:

S – semințe de floarea soarelui

Sc – semințe curățate

I – impurități

În această etapă, impuritățile reprezintă 3,5% din cantitatea de semințe introduse. Astfel pe baza relației (4.1) se va determina cantitatea de semințe curățate astfel:

Uscarea

Schema etapei de curățire este redată în figura 4.2. În procesul de uscare, apa este transportată din interiorul semințelor la suprafața exterioară a acestora, de unde este preluată cu ajutorul unui agent de uscare.

Figura 4.2. Schema etapei de uscare

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.2.)

unde:

Sc– semințe curățate

Scu– semințe curățate și uscate

A – apa evaporată

Pe baza relației (4.2.) se va determina cantitatea de semințe curățate și uscate astfel, dar ținând cont de umiditatea inițială și finală.

Unde:

-umiditatea inițială

-umiditatea finală

Cu ajutorul relațiilor de mai jos se va calcula cantitatea de semințe curațate și uscate.

Cu ajutorul relație (4.2) se determina cantitatea de apă evaporată.

Decojire

Schema etapei de decojire este redată în figura 4.3. Procesul de descojire se realizează practic în 2 faze: separarea și detașarea cojii de miez si separarea cojilor din amestecul rezultat.

Figura 4.3. Schema etapei de decojire

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.3.)

unde:

Scu – semințe curățate și uscate

M – miez

C – coajă, compusă din coajă botanică și coajă din coajă

Cb – coajă botanică

Cm– coaja din miez

Cc– coaja din coaja

Conform datelor tehnologice se cunoaște conținutul de coajă ce rămâne în miez în urma descojiri este 2,5% (Cc), iar conținutul de coajă botanică în semințe este 13% (Cb). În urma aplicării relației de bilanț de materiale se va calcula cantitate de coajă rezultată la descojire (C).

Apoi, aplicând relația (4.3) se va calcula cantitatea de miez rezultat (M).

Măcinare

Schema etapei de macinare este redată în figura 4.4.Este o operație importantă în procesul de pregătire pentru extragerea uleiului, prin aceasta realizându-se o rupere a membranelor și destrămarea structurii oleoplasmei celulare care conține ulei.

Figura 4.4. Schema etapei de măcinare

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.4.)

unde:

M – miez

P – pierderi la măcinare

m – măcinătură

Pe baza relației (4.4.) se va determina cantitatea pierderilor la măcinare astfel:

P=

Cu ajutorul relației de mai jos se va calcula cantitatea de măcinătură.

m = 0,98 M = 0.98 ∙ 24562,52=24071,26

Presare

Schema etapei de presare este redată în figura 4.5. Presarea măcinăturii oleaginoase prăjite este operația tehnologică de separare a uleiului din aceasta, cu ajutorul preselor, rezultând uleiul brut de presă și brochetul. Prin presare se poate realiza o separare a uleiului până la 80-85%, restul uleiului fiind separat ulterior prin extracție cu dizolvanți.

Figura 4.5. Schema etapei de presare

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.5.)

unde:

m – măcinatură

B – brochen

Up– ulei de presă

Pe baza relației de mai jos se va determina cantitatea de brochen astfel:

Pe baza relației (4.5.) se va determina cantitatea de ulei de presă astfel:

Extracție

Schema etapei de presare este redată în figura 4.6.În vederea extracției materialul oleaginos se amestecă cu dizolvantul, timp în care uleiul împreună cu dizolvantul formează miscela, iar ceea ce rămâne după extracție, adică materialul degresat, reprezintă șrotul.

Figura 4.6. Schema etapei de extracție

Bilanțul de materiale pentru această etapă este redat conform relației:

(4.6.)

unde:

BE – benzină de extracție

Mc – miscelă

SR – șrot

B – brochen

Umc– ulei din miscelă

Pentru a determina cantitatea de miscela se aplica relația următoare:

Pentru a determina cantitatea de ulei din miscela de aplica relația următoare:

Pentru a determina cantitatea de benzină de extracție se aplica relația următoare:

Pe baza relației (4.6.) se va determina cantitatea de șrot astfel:

În tabelul 4.1 este prezentat bilanțul de materiale total.

Tabelul 4.1. Bilanțul de materiale total

4.3. Bilanțul termic. Calculul unui schimbător de căldură cu plăci

În această etapă vom realiza dimensionarea tehnologică a unui schimbător de căldură cu plăci pentru răcirea uleiului de floarea-soarelui cu apă din etapa de rafinare chimică. În figura 4.1. este redată schematic placa cu garnitură a schimbătorului de căldură. Iar în tabelul 4.1. sunt redate princialele caracteristici geometrice ale plăcilor cu garnituri.

Figura 4.1. Reprezentarea schematică a unei plăci cu garnituri

Principalele caracteristici geometrice ale unei plăci cu garnituri sunt redate în tabelul 4.1.

Tabelul 4.1. Caracteristicile geometrice ale plăcii cu garnituri

Mai jos este redată metoda de calcul al unui schimbător de căldură cu plăci conform metodei lui Kumar [6].

Diametrul racordurilor se calculează conform relației:

[mm] (4.1.)

Lungimea plăci între racordurile de alimentare se calculează cu relația:

[mm] (4.2.)

Pasul de ondulare se calculeză cu relația:

[m] (4.3.)

Intervalul mediu de curgere este calclat cu relația:

[m] (4.4.)

Diametrul hidraulic este calculat cu relația:

[m] (4.5.)

Aria suprafeței proiectate este calculată cu relația:

( (4.6.)

Aria de transfer de căldură pe o singură placă se calculează astfel:

φ ( (4.7.)

Aria de transfer de căldură pe un canal se calculează cu relația:

( (4.8.)

Numărul de canale pe trecere se calculează cu relația:

(4.9.)

Se calculează fluxul termică al agentului termic primar (fluidul cald) cu relația:

[W] (4.10.)

Unde:

– fluxul termic al agentului termic primar, uleiul brut (UB), [W]

– debitul agentului termic primar,uleiul brut [kg/s]

– căldura specifică masică a agentului temric primar, uleiul brut [J/kg ·0C]

– temperatura de ieșire a agentului primar, uleiul brut (UB), [0C]

– temperatura de intrare a agentului primar, uleiul brut (UB), [0C]

Se va calcula fluxul termic al agentului termic secundar (fluidul rece) cu relația:

[W] (4.11.)

Unde:

-fluxul termic al agentului termic secundar, apă [W]

– debitul agentului termic secundar,apă [kg/s]

– căldura specifică masică a agentului temric primar, uleiul brut [J/kg ·0C]

– temperatura de ieșire a agentului secundar, apă, [0C]

– temperatura de intrare a agentului secundar, apă, [0C]

Se calculează coeficientul global de transfer de căldură de suprafață (experimental) cu ajutorul ecuației (4.12) de transfer de căldură:

[W/ (4.12.)

unde:

K – coeficientul global de transfer termic, [W/

– diferența medie logartimică a diferențelor de temperatură între fluide la cele două capete ale schiombătorului,

– aria totală de transfer de căldură, []

Randamentul termic se calculează cu relația:

[%] (4.13.)

unde:

–randament termic, [%]

Debitul masic pe un canal este calculat cu relația (4.14):

[Kg/s] (4.14.)

– debitul masic pe un canal al plăcii schimbătorului, (kg/s)

m – debitul masic al fluidelor, (kg/s)

Viteza de masă în canalul de curgere este dată de relația:

[Kg/ (4.15.)

– viteza de masă în canalul de curgere, ulei brut

– debitul masic care cutge printr-un canal

– aria de curgere a unui canal, []

Se calculează criteriul de curgere Reynolds atât pentru fluidul cald, cât și pentru cel rece pe baza relației:

(4.16.)

-criteriul Reynolds

– viteza de masă în canalul de curgere

– vâscozitatea dinamică, (Pa s)

Se calculează criteriul Prandtl atât pentru fluidul cald cât și pentru cel rece cu relația:

(4.17.)

-criteriul Prandtl

– căldura specifica masică, (J/kg 0C)

– conductivitatea termică a flududului de lucru, (W/m· 0C)

Coeficientul parțial de transfer de căldură al fluidului cald, cât și pentru cel rece se calculează din criteriul Nusselt conform relației:

(4.18.)

-criteriul Nusselt

– coeficientul parțial de trnsfer termic, (W/m2 · 0C)

– diametru hidraulic, [mm]

Pentru regimul laminar rezultat, Kumar a propus următoarea relație de calcul a criteriului Nusselt funcție de criteriile Reynolds și Prandtl[6, 7]:

(4.19.)

Unde:

Nu – criteriul Nusselt

Re – criteriul Reynolds

Pr – criteriul Prandtl

– simplexul care face corecția calculului ținând cont de variația viscozității pe direcție normală curgerii și considerând că vâscozitatea are o valoare medie, μ, în masa fluidului și o vâscozitate diferită la perete, μp, lucru ce nu poate fi neglijat în accepțiunea teoriei deoarece, în masa fluidului transferul de căldură are loc prin mecanism convectiv, în timp ce la perete, mecanismul este conductiv.

și n – constante.

Se vor analiza două cazuri:

Cazul 1. Când pentru simplificarea calculelor vom considera că raportul vâscozității dinamice a uleiului cu vâscozitatea la perete este egal cu unu,

Cazul 2. Când ținem cont de vâscozitatea la perete a uleiului de floarea-soarelui.

Se va calcula temperature la perete pe baza relației [8]:

(4.20.)

Temperatura medie logaritmică se calculează cu relația [6,8]:

(4.21.)

Coeficientul global de transfer de căldură de suprafață (teoretic) fără depuneri se calculează cu relația [6,8]:

[W/ (4.22.)

Pentru confecționarea plăcilor s-a utilizat oțel inox de tip AISI 304, a cărui conductivitate termică este = 16,2 [W/m,[6].

Dacă ținem cont și de rezistențele termice specific ale depunerilor pe placă care apar în timpul funcționarii se va calcula coeficientul global cu relația următoare[6].:

[W/ (4.23.)

În literatura de specialitate valoarea rezistențelor termice specifice ale depunerilor pentru ulei de floarea soarelui este de iar pentru apa tratată ,[6].

Vom recalcula fluxul termic fără depuneri, respectiv cu depuneri conform relațiilor:

[W] (4.24.)

[W] (4.25.)

Erorile se calculează cu formulele:

% (4.26.)

% (4.27.)

Factorul corespunzător de curățenie se calculează cu relația:

(4.38.)

Factorul de siguranță este dat de relația:

(4.29.)

Căderile de presiune

Pentru fluidul cald cât și pentru cel rece coeficientul de frecare se calculează cu relația:

(4.30.)

unde:

f – coeficientul de frecare, adimensional

Kp, m – constante

Căderile de presiune pentru cele două fluide se calculează cu relația:

[Pa] (4.31.)

Căderile de presiune prin racordurile de intrare/admisie și ieșire/evacuare a fluidelor se calculează cu relația:

[Pa] (4.32.)

– numărul de treceri pentru fiecare fluid

– viteza de masă în racordurile de admisie și evacuare, [Kg/

Această viteză de masă se calculează cu relația:

(4.33.)

m – debitul total de intrare in record, kg/s

Căderile totale de presiune pentru fiecare fluid se calculează cu relația:

(4.34.)

Densitatea se calculează cu relația [9]:

[Kg/] (4.35.)

SV – indice de saponificare,

IV – indicede iod,

T – temperatura, [ K ]

Vâscozitatea se calculeaza cu relația [10]:

(4.36.)

T – temperatura, [ K ]

SV – indicede saponificare, (mg KOH/g probă)

IV – indicede iod, (g I2/ 100 g probă)

Vom analiză două cazuri:

Cazul 1. Când pentru simplificare vom considera că

Cazul 2.Căderile de presiune când ținem cont de vâscozitatea la perete a fluidelor.

În literature de specialitate sunt recomandate următoarele valori a constantelor si n, din relația de calcul a criteriului Nusselt care depind de caracteristicile curgerii și unghiul de ondulare al plăcii. Pentru Re > 10 și unghi de ondulare de 30° valorile constantelor sunt: iar pentru n = 0,663. Iar în cazul căderilor de presiune, pentru un unghi de ondulare de 30° si Re = 10 – 100, același autor recomandă următoarele valori pentru si m = 0,587. În cazul în care Re > 100, valorile constantelor sunt si m = 0,183 [6].

Căldura specifică și conductivitatea termică pentru uleiul de floarea-soarelui se poate estima utilizând corelațiile obținute de Choi și Okos (1987). Pentru uleiul de floarea-soarelui se poate calcula căldura specifică și conductivitatea termică pentru clasa de substanță care intervine în formarea structurii acestuia, adică grăsimea, funcție de temperatură. Relațiile de calcul sunt următoarele [11,12]:

[J/Kg] (4.37.)

[W/m] (4.38.)

În figura 3.2 este redată schema tehnologică de la degumare, neutralizare și spălare a uleiului vegetal.

Uleiul brut este pompat din rezervorul (1) și trecut prin filtrul (2) pentru filtrarea grosieră și apoi adus la schimbătorul de căldură (3) unde este încălzit de către uleiul fierbinte ce vine din instalația de albire. Dacă în acest schimbător de căldură nu s-a reușit încălzirea la temperatura de 90 0C a uleiului, acesta va fi încălzit în cel de al doilea schimbător de căldură (4) cu abur de joasă presiune (3 bar). Când uleiul atinge temperatura de lucru, el va curge către mixerul dinamic. În mixerul dinamic, alături de ulei se introduce și soluția de acid citric, după care amestecul este trimis la reactoare, unde timpul de reacție/amestecare pentru precipitarea fosfatidelor este de 20 minute. După răcirea amestecului, acesta curge spre mixerele statice. În mixerul static se introduce și apă pentru hidratarea și mărirea volumului fosfatidelor precipitate cu soluția de acid citric. Urmează apoi răcirea în schimbătorul de căldură (6) cu apă recirculată. Temperatura uleiului la ieșirea din acest schimbător este de 42 oC. Uleiul care iese din schimbătorul de căldură (6) cu temperatura de 42 oC, intră în mixerul (7) unde staționează aproximativ 60 minute pentru hidratarea fosfatidelor precipitate. După trecerea timpului de reacție, uleiul părăsește mixerul cu temperatura de 55 oC și este încălzit în schimbătorul de căldură (8), la temperatura de 85 oC cu abur de joasă presiune (3 bar) pentru uscare. Amestecul este apoi supus separării într-un separator centrifugal cu tole și autocurățire (9), de unde fosfatidele separate sunt direcționate în tancurile exterioare de depozitare (10), iar uleiul către reactorul de neutralizare (11). După separarea fosfatidelor, uleiul degumat este direcționat spre coloana de neutralizare a acizilor grași liberi. Reacția dintre soda caustică și acizii grași este instantanee, formându-se săpun. Amestecul ulei/săpun este trimis spre separatorul centrifugal (12) unde are loc separarea săpunului de ulei. Concentrația săpunului rezidual în ulei este de 800 ppm. Săpunul care s-a separat este pompat spre depozitare. Uleiul neutralizat este încălzit cu abur de joasă presiune (3 bar) la temperatura de 90 oC, într-un schimbător de căldură tubular cu manta (14). După încălzire, în ulei se introduce apă caldă cu temperatura de 90 oC în proporție de 8 – 12 % față de ulei, spălarea având loc într-un mixer static (15). Spălarea este necesară pentru eliminarea săpunului și a excesului de sodă caustică din uleiul neutralizat. Apa de spălare este îndepărtată din ulei în separatorul centrifugal. Săpunul în uleiul spălat trebuie să fie sub 200 ppm. Apele de spălare conțin urme de săpun, sodă caustică și accidental ulei care este recuperat prin decantare în decantorul (16) [7].

Figura 4.2. Schema tehnologică a degumării, neutralizării și spălării uleiului [7]

1 – tancul de depozitare a uleiului brut, 2 – filtru, 3 – preîncălzitor cu ulei albit, 4 – schimbător de căldură cu plăci, 5 – mixer, 6 – schimbător de căldură cu plăci cu apă recirculată; 7 – mixer; 8 – schimbător de căldură cu plăci; 9 – separator centrifugal cu tole și autocurățire; 10 – tanc de depozitare; 11 – reactor de neutralizare; 12 – separator centrifugal; 13 – tanc de depozitare; 14 – schimbător de căldură tubular cu manta; 15 – mixer static; 16 – tanc de depozitare.

În cazul schimbătorului de căldură cu plăci (6) curgerea are loc în contracurent cu aranjamentul “U”, cu o trecere pentru ambele fluide. În figura 3.3. este prezentată schematic acest tip de curgere pentru schimbătorul de căldură cu plăci.

Figura 4.3. Schema de curgere a schimbătorului de căldură cu plăci (6)

Caracteristicile geometrice principale ale schimbătorului de căldură (6) sunt prezentate în tabelul 4.2.

Tabelul 4.2. Caracteristicile geometrice ale schimbătorului de căldură cu plăcișigarniture

Proprietățile fizico-chimice pentru fiecare fluid în parte se determină la temperatura medie aritmetică între intrarea și ieșirea fiecărui fluid. Temperaturile de intrare și ieșire, precum și temperaturile medii aritmetice, pentru fiecare fluid care circulă în schimbătorul de căldură sunt redate în tabelul 3.3.

Tabelul 4.3. Temperaturile uleiului brut si a apei

În tabelul 3.4 sunt redate principalele valori ale proprietăților fizico-chimice ale fluidelor, calculate pe baza relațiilor prezentate pentru schimbătorul de căldură (6):

Tabelul 4.4. Proprietățile fizico-chimice ale uleiului brut (UB) și apă

În tabelul 4.5. sunt redate principalele proprietăți termofizice ale uleiului brut (UB), calculate cu ajutorul relațiilor (4.35) și (4.36).

Tabelul 4.5. Proprietățile termo-fizice ale uleiului brut (UB)

Pentru apă se vor citi din literatura de specialitate proprietățile termofizice [5].

Căldura specifică masică a uleiului se calculează astfel cu ajutorul relației (4.36.) iar pentru apă ecuația se determină grafic (anexa 1) și este:

1

Conductivitatea termică pentru ulei se calculează în felul următor cu relația (4.37.), iar pentru apă ecuația se determină grafic (anexa 1) și este:

Densitatea se calculează conform relatiei (4.37.):

Vâscozitatea dinamică se calculează astfel conform anexei 1 și 2 și relației (4.38.):

Se va calcula temperatura la perete pe baza relației (4.20.):

Vâscozitatea dinamică la perete se calculează cu relația:

Fluxul termic al agentului termic primar și secundar se calculează astfel conform relațiilor (4.10.) și (4.11.):

Coeficientul global de transfer se calculează cu relația (4.12.) și este:

Randamentul termic conform relației (4.13.) este:

Debitul masic pe canal se calculează cu relația (4.14.) și este:

Viteza de masă în canalul de curgere este dată de relația (4.15.) și este:

Se calculează criteriul de curgere Reynolds atât pentru fluidul cald, cât și pentru cel rece pe baza relației (4.16.):

Se calculează criteriul Prandtl atât pentru fluidul cald cât și pentru cel rece cu relația (4.17.):

Coeficientul parțial de transfer de căldură al fluidului cald, cât și pentru cel rece se calculează din criteriul Nusselt conform relației (4.18.).

Cazul 1. Când pentru simplificarea calculelor vom considera că raportul vâscozității dinamice a uleiului cu vâscozitatea la perete este egal cu unu,

Coeficientul global de transfer de căldură de suprafață (teoretic) fără depuneri se calculează cu relația (4.22.):

Dacă ținem cont și de rezistențele termice specifice ale depunerilor pe placă care apar în timpul funcționării se va calcula coeficientul global cu relația (4.23.):

Temperatura medie logaritmică se calculează cu relația (4.21.) și este:

Fluxul termic fără depuneri, respectiv cu depuneri, conform relației (4.26.) si (4.27.), este:

Erorile se calculează cu formulele (4.28.) și (4.29.) și sunt:

Factorul corespunzător de cărătenie se calculează cu relația (4.30.):

Conform relației (4.31.) factorul de siguranță este:

Cazul 2. Când ținem cont de vâscozitatea la perete a uleiului de floarea-soarelui.

Se calculează criteriul Nusselt pentru fluidul cald și cel rece cu relația (4.19.):

Coeficientul global de transfer de căldură de suprafață (teoretic) fără depuneri se calculează cu relația (4.22.):

Dacă ținem cont și de rezistențele termice specifice ale depunerilor pe placă care apar în timpul funcționarii se va calcula coeficientul global cu relația (4.23.):

Fluxul termic fără depuneri, respectiv cu depuneri este conform relației (4.26.)si (4.27.) este:

Erorile se calculează cu formulele (4.28.) și (4.29.) și sunt:

Factorul corespunzător de cărătenie se calculează cu relația (4.30.):

Conform relației (4.31) factorul de siguranță este:

Căderile de presiune

Pentru fluidul cald cât și pentru cel rece coeficientul de frecare se calculează cu relația (4.32.):

Cazul 1. Când pentru simplificarea calculelor vom considera că raportul este

Căderile de presiune pentru cele două fluide se calculează cu relația (4.33.):

Viteza de masă în racordurile de admisie și evacuare se calculează conform formulei (4.35.) astfel:

Căderile de presiune prin racordurile de intrare/admisie și ieșire/evacuare a fluidelor se calculează cu relația (4.34.) în felul următor:

Căderile totale de presiune pentru fiecare fluid se calculează conform relației (4.35.) astfel:

Cazul 2. Când ținem cont de vâscozitatea la perete a uleiului de floarea-soarelui

Căderile de presiune pentru cele două fluide se calculează cu relația (4.33.):

Căderile de presiune prin racordurile de intrare/admisie și ieșire/evacuare a fluidelor se calculează cu relația (4.34.) în felul următor:

Căderile totale de presiune pentru fiecare fluid se calculează conform relației (4.35.) astfel:

5.4. Concluzii parțiale

Plecând de la debitul de ulei , în urma calculului de bilanț termic au rezultat: , , .

Rezultatele calcului tehnologic al schimbătorului sunt prezentate în tabelul 4.2.

Tabelul 4.2. Centralizator al rezulatatelor schimbătorului de căldură

După cum se poate observa la un debit de este nevoie de un debit de pentru a realiza răcirea acestuia.

După cum vedem α în cazul 1 este mai mic decât α în cazul 2. S-a constatat că eroarea ER este mai mică la.

De asemenea se poate observa că și căderile de tensiune în cazul 2, sunt mai mari decât cele din cazul 1, .

CAPITOLUL 5

INSTRUCȚIUNI DE SECURITATE, SĂNĂTATE ÎN MUNCĂ ȘI PSI

1.1. Instrucțiuni de securitate și sănătate în muncă

Fiecare șef de sectie trebuie să verifice înainte de pornirea sectiei stadiul măsurilor de tehnica securității. Pentru operații deosebit de periculoase, se vor elabora instrucțiuni amănunțite de executare, cuprinzând reguli de manipulare a utilajelor elaborându-se toate măsurile de protecție legate de aceste operații, în conformitate cu instrucțiunile în vigoare.

Se vor afișa la loc vizibil măsurile de prim-ajutor pentru cazuri de : accidentare, intoxicații, arsuri specifice fiecărui loc de munca.

Fiecare sectie trebuie să aibe în inventarul său trusele sanitare de prim – ajutor necesare în caz de arsuri termice și chimice, tăieturi, intoxicații, etc., precum și vase cu soluții neutralizante contra stropirii cu acizi și alcalii pentru corp și pentru ochi. Îmbrăcămintea stropită cu acizi sau alcalii se va scoate imediat, făcându-se duș sau o spălare cu soluții neutralizante ( soluție diluată 1 % de bicarbonat sau carbonat de sodiu în cazul acizilor sau de acid citric în cazul alcaliilor ).

Toate lucrările de laborator trebuie să fie efectuate cu cantități și concentrațiile de substanțe admisibile, având în vedere respectarea măsurilor indicate în tratatele de specialitate și cu avizul șefului de laborator. Sunt cu desăvârșire interzise experiențele neautorizate.

Pentru prevenirea intoxicațiilor, nu este permisă gustarea vreunei substanțe ce se folosește în laborator. Pentru a mirosi substanța , vaporii sau gazul , aceștia vor fi îndreptați spre manipulant, prin mișcarea mâinii cu foarte mare precauție, neaplecând capul asupra vasului și fără a inspira adânc aerul în plămâni.

Instalațiile electrice și utilajele acționate electric vor fi legate la pamânt în conformitate cu normele în vigoare .

Personalul de întreținere a instalațiilor electrice este obligat să le verifice saptamânal, eliminând conductorii și instalațiile defecte, controlând punerea la pamânt a aparatelor alimentate electric și continuitatea conductelor de legare la nul.

În sălile de lucru este complet interzisă :

– spălarea dușumelelor cu benzină, petrol sau alte produse volatile ;

– păstrarea hainelor sau cârpelor îmbibate cu produse volatile ;

– uscarea obiectelor pe conductele de abur, gaz, calorifer, etc.;

– lăsarea meselor sau pardoselii neșterse de produsele raspândite pe acestea.

Manipularea tuburilor cu gaze comprimate se va face respectându-se cu strictețe normele de tehnica securității privind gazul respectiv.

Operațiile de manipulare a substanțelor speciale și periculoase ca : acizii concentrați ,bazele concentrate etc., vor fi încredințate numai personalului instruit în mod special. Aceste substanțe trebuie ținute sub cheie și dirijate de o persoană special numită. La executarea acestor operații, se vor folosi materiale de protecție ca : ochelari, mănuși de cauciuc, cizme, șorț de cauciuc și eventual masca de protecție după necesități.

La sectia extractie unde se foloseste n-hexanul, încăperile vor fi prevăzute cu instalații electrice antiexplozibile, protejate pentru mediul în care se lucrează și cu ventilația naturală și artificală. Aceste încăperi vor avea mobilierul din material necombustibil. Substanțele lichide volatile și inflamabile vor fi păstrate în recipienți bine închiși , umplând cel mult 2/3 din volumul disponibil.

In incinta sectiei extracție, în afară de măsurile de tehnica securității cu substanțe inflamabile arătate mai sus, se vor lua următoarele măsuri :

nu se va intra și nici nu se va apropia de sectia extracție cu foc direct, cu materiale și scule ce pot deveni generatoare de foc și scântei ;

este interzisa intrarea cu telefoane mobile deschise ;

nu se admite depozitarea de : cârpe, hârtii, bumbac, vata, etc, care pot da naștere la autoaprindere.

Încăperile în care se lucrează cu substanțe inflamabile vor fi prevăzute cu materiale de stins incendiul, extinctoare de spumă și zăpadă carbonică, lăzi cu nisip, pături de lâna sau pîslă.

La lucrările cu substanțe inflamabile nu se vor admite decât persoanele care au făcut instructajul special asupra “Măsurilor și metodelor de tehnica securității lucrului cu lichide inflamabile”, măsuri care vor fi afișate la locurile de muncă unde se lucrează cu aceste substanțe.

Dacă se aprinde îmbrăcămintea, aceasta se va stinge învelindu-se cu o pătură de lână,sau pâslă,,etc.si se va așeza sub duș, acolo unde există.

Pentru prevenirea aprinderii îmbrăcămintei, se va evita purtarea în laborator a îmbrăcămintei din fibre sintetice ușor inflamabile ( de tip nylon, etc.).

Recoltarea probelor se va face numai din locurile stabilite și marcate cu placarde avertizoare.

La luarea manuală a probelor, este cu desăvârșire interzisă luarea din mecanismele de transport ( elevatoare, șnecuri, redlere, benzi de transport ) sau din utilajele în fincțiune ( valțuri, prăjitoare, prese descojitoare, uscătoare, etc. ). Luarea probelor se va face prin întretăierea cu scafa sau lopățica a curentului de material în locurile de curgere liberă a acestuia. Personalul care ia probe va purta halate bine închise, iar fularul, basmaua și părul bine strânse.

La luarea probelor de materiale din magazii și silozuri se vor respecta normele specifice de tehnica securității de la capitolul respectiv și anume :

nu se admite urcarea pe grămezile de materiale curgătoare cu înălțimi de peste 1,5 m decât de pe platforme mobile ;

nu se admite intrarea în cisterne sau rezervoare în vederea luării probelor sau controlului acestora, decât cu avizul șefului de laborator sau al responsabilului de schimb ;

nu se admite intrarea în acestea decât după o prealabilă aerisire , iar coborârea se face după legarea persoanei care intră cu centrua de salvare și frânghia legată între ele; capătul liber al frânghiei va fi ținut de persoana care supraveghează din afară ;

la intrarea în recipienții în care există miros sau se pot degaja gaze, persoanele care intră vor fi prevăzute cu măști cu furtun de aducțiune a aerului din afară ;

nu se admite staționarea sau trecerea sub orificiile de scurgere a materialelor curgătoare, fiind pericol de asfixiere ;

nu se admite decât folosirea lămpilor portative de 24 V sau a lămpilor de tip minier.

Luarea probelor de n-hexan din cisterne se va face numai în prezenta șefului secției extracție sau a responsabilului de tură și a pompierului de serviciu, cu respectarea normelor pentru descărcarea cisternelor cu n-hexan din N.T.S. specifice sectorului.

Luarea probelor de acid sulfuric se va efectua numai în prezența șefului de secție sau a responsabilului de schimb de la secția care efectuează descărcarea cisternelor de acid sulfuric, cu respectarea tuturor normelor prevăzute la capitolul "Descărcarea cisternelor de acid sulfuric” .

La luarea probelor de ulei din rezervoare și cisterne vor fi folosite pentru urcare numai scări fixe și în bună stare. Treptele scărilor, încălțămintea ca și mâinile persoanelor care iau probele de ulei nu trebuie să fie unse cu ulei în timpul urcării și coborârii. In acest scop, acestea vor avea asupra lor, cârpe pentru ștergerea mâinilor și a dispozitivelor de luare a probelor de ulei. La luarea probelor de ulei fierbinte cu ajutorul sticlelor, acestea vor fi încălzite în prealabil, pentru a se preveni spargerea lor.

1.2. Instrucțiuni de prevenirea și stingerea incendiilor

În toate sectiile se vor executa lucrări specifice profilului numai de către un personal instruit în acest scop.

Atât pe ușile de intrare cât și în interiorul sectiilor se vor pune placute cu “Fumatul interzis”, fumatul fiind permis numai în locuri stabilite si marcate “Loc pentru fumat”.

Executarea operatiilor cu ajutorul instalațiilor sau aparatelor care funcționează la presiuni și temperaturi înalte, precum și a substanțelor explozive se va face în încăperi separate, special destinate unor astfel de lucrări. Aparatele care lucrează la presiuni și temperaturi înalte vor fi prevăzute cu manometre sigilate, termometre, ventile de siguranță, etc., și vor fi întreținute în perfectă stare de funcționare.

Toate sectiile în care se utilizează substanțe combustibile, inflamabile sau toxice vor fi asigurate cu un sistem de ventilație mecanică sau naturală în perfectă stare de funcționare. Se interzice spălarea obiectelor de îmbrăcăminte sau a cailor de acces cu solvenți sau lichide inflamabile.

Înainte de începerea lucrului, în locurile în care se folosesc substanțe inflamabile sau în care se află instalații de gaze, se va pune în funcțiune sistemul de ventilație pentru evacuarea eventualelor concentrații periculoase de vapori și gaze din atmosfera acestor încăperi.

Substanțele toxice, caustice sau inflamabile se vor păstra numai în depozite, în locuri special amenajate.

Este interzisă depozitarea în încăperile laboratorului a unor cantități de produse inflamabile sau combustibile mai mari decât decât cele necesare. În laboratoare se vor introduce numai cantități de reactivi necesare lucrărilor zilnice, care vor fi păstrate în vase închise și ferite de surse de foc.

Se va evita păstrarea în același loc a substanțelor care, prin amestec, pot da naștere la reacții violente și care pot forma amestecuri explozive.

În cazul unor scăpări masive de gaze sau vapori inflamabili, se vor stinge imediat sursele de foc, se vor îndepărta cauzele emanațiilor și se vor aerisi încăperile respective.

În timpul lucrărilor de laborator, buteliile de sticlă care conțin lichide combustibile se vor așeza pe o tavă cu marginile ridicate. Când se execută lucrări la care nu se cunoaște modul de desfășurare a reacției, se vor lua măsuri de protecție împotriva exploziei, aprinderii sau intoxicării și se va lucra cu cantități minime de substanțe.

Este interzisă lăsarea fără supraveghere a becurilor de gaz, a lămpilor sau a altor aparate pentru încălcăzire ( cuptoare, etuve, reșouri, etc.)

Deșeurile combustibile vor fi colectate în vase incombustibile închise și vor fi evacuate după terminarea lucrului din laborator.

Este interzisă vărsarea resturilor de lichide combustibile în interiorul instalației de canalizare, pentru a nu se forma amestecuri periculoase de incediu sau explozie. Acestea vor fi colectate în vase închise și se vor evacua zilnic în locurile destinate pentru depozitare sau distrugere, fără pericol de incendiu.

Instalațiile electrice, de gaze naturale, încalzire, ventilație, precum și mijloacele de stins incendiu vor fi revizuite periodic, iar defecțiunile constatate, remediate [1].

CAPITOLUL 6

CONCLUZII

Uleiul de floarea soarelui are o capacitate energetică de 8,8 cal/g ulei.Are fluiditate, gust și miros plăcut.

Este utilizat în industria alimentară(panificație, patiserie, prepararea ciocolatei, mejeluri).

În lucrarea de față am supus analizei timp de opt zile la rand câte o proba de ulei rafinat de floarea soarelui și câte o proba de ulei brut de floarea soarelui, urmarind mai întâi analizele organoleptice, apoi cele fizico-chimice, prin exemplificarea unor determinări ce se fac în controlul de calitate al uleiului de floarea soarelui.

În urma datelor obținute se poate spune ca uleiul de floarea soarelui analizat îndeplineste condițiile de calitate.

BIBLIOGRAFIE

1. ***, Caiet de practica, Constanta, 2014(format electronic);

2. ***, Neagu Anisoara, Tehnologia uleiului de floarea soarelui cu note de curs, Constanta, 2015(format electronic);

3. Islam Hassouneh , Teresa Serra, Barry K. Goodwin, José M. Gil , Non-parametric and parametric modeling of biodiesel, sunflower oil, and crude oil price relationships, Energy Economics 34 (2012) 1507–1513;

4. Yao Wang, Jin Liu, Henri Gerken, Chengwu Zhang, Qiang Hu, Yantao Li, Highly-efficient enzymatic conversion of crude algal oils into biodiesel, Bioresource Technology 172 (2014) 143–149;

5. Constantin Banu, Manualul inginerului de industria alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București, 1999;

6. Kakac S., Liu H., Heat Exchangers. Selection, Rating and Thermal Design, Second Edition, CRC Press, 2002, USA, ISBN 0-8493-0902-6;

7. Zaharia (Neagu) A.-A., Cercetări privind investigarea cazurilor speciale de transfer de căldură în industria alimentară, Teză de Doctorat, Galați, 2015;

8. T. S. Khan, M. S. Khan, M.- C. Chyu, Z. H. Ayub, Experimental investigation of single phase convective heat transfer coefficient in a corrugated plate heat exchanger for multiple plate configurations, Applied Thermal Engineering, 30, (2010), 1058-1065;

9. Wolf Hamm, Richard J., HamiltonGijs Callianso, Edible oil processing, second edition, Editura Jan Willy SONS ETD, 2013;

10. H. Abromovic, C. Klafutar, The temperature dependence of dinamic vascozity for some vedetable oils, Actachim Slov 45(1), pag. 69-77, 1998;

11. Oniță N., Ivan E., Memorator pentru calcule în industria alimentară. Editura Mirton, 2006, Timișoara, ISBN 973 – 661 – 798 – X;

12. ***, Ashare Handbook Refrigeration. Thermal properties of foods, 2010, USA;

13. A. Neagu, I. Nita Elisabeta, E. Botez, Corelation between some psihico-chimical proprietes of sunflowers oil, 25(2), pag. 71-74, 2016;

14. Tony Saba, Jane Estephane, Bilal El Khoury, Maroulla El Khoury ,Mahmoud Khazma , Henri El Zakhem , Samer Aouad , Biodiesel production from refined sunflower vegetable oil over KOH/ZSM5 catalysts, Renewable Energy 90 (2016) 301e306;

15. Jacinta Collado-González , Sonia Medina , Thierry Durand , Alexandre Guy , Jean-Marie Galano ,Arturo Torrecillas , Federico Ferreres , Angel Gil-Izquierdo , New UHPLC–QqQ-MS/MS method for quantitative and qualitative determination of free phytoprostanes in foodstuffs of commercial olive and sunflower oils, Food Chemistry 178 (2015) 212–220;

16. Vitor Hugo Teixeira, Susana Casal, M. Beatriz P.P. Oliveira, PAHs content in sunflower, soybean and virgin olive oils: Evaluation in commercial samples and during refining process, Food Chemistry 104 (2007) 106–112;

17. Margherita Rossi, Cristina Alamprese, Simona Ratti, Tocopherols and tocotrienols as free radical-scavengers in refined vegetable oils and their stability during deep-fat frying, Food Chemistry 102 (2007) 812–817;

18. Mustafa Canakcia, Ahmet Necati Ozsezen, Ali Turkcana,, Combustion analysis of preheated crude sunflower oil in an IDI diesel engine, b i o m a s s and b i o energy 3 3 ( 2 0 0 9 ) 7 6 0 – 7 6 7.

ANEXA 1

Figura 1. Variația căldurii specifice a apei în fincție de temperatură

Figura 2. Variația densității apei în funcție de temperatură

Figura 3. Variația vascozității dinamice a apei în funcție de temperatură

Figura 4. Variația conductivității termice a apei în funcție de temperatură

ANEXA 2

Figura 1. Variația densității uleiului în funcție de temperatură

Figura 2. Variația vascozității dinamice a uleiului în funcție de temperatură