Oli grassi e prodotti carnei

REAZIONI SECONDARIE DELLA DECOLORAZIONE

Le terre hanno un’attività catalitica che porta a reazioni secondarie, dovute alla presenza di ioni H+ o

acidi rimanenti (0.1-1%) nell’olio

Soprattutto in presenza di acqua portano un incremento di acidità e sono in grado di interagire con i

saponi e decomporli, ma anche catalizzare la reazione di idrolisi dei trigliceridi liberando mono e

digliceridi ed acidi grassi; le reazioni che avvengono per decolorazione sono quindi:

• Diminuzione del contenuto di saponi --> desiderato ma se non si vuole un aumento marcato

dell’acidità dell’olio si deve avviare alla decolorazione quasi privo di saponi

• Isomerizzazione dei doppi legami --> isomerizzazione cis-trans anche a carico dell’oleico con

T >110°C e forti quantità di terre, quindi si deve mantenere la T <110°C

• Coniugazione dei doppi legami --> dieni e trieni sono rilevabili nell’UV (a 232 e 268 nm)

Polimerizzazione degli acidi grassi polinsaturi --> mantenere la T < 160°C

Dimerizzazione dei trigliceridi

Deidratazione degli idroperossidi --> formazione di sostanze a basso peso molecolare quali

aldeidi e chetoni, allontanabili con la deodorizzazione

TECNOLOGIA DELLA DECOLORAZIONE

Il processo prevede una serie di fasi:

1. Pre-riscaldamento e disareazione olio arrivando a 100-110 °C

2. Miscelazione olio-terra (direttamente o premiscelata con piccole quantità di olio a 80°C)

3. Contatto olio/terra per 15-30 minuti (T 100-110°C)

4. Raffreddamento a temperatura opportuna (T 30-60°C)

5. Filtrazione con filtro a foglia per la rimozione delle terre perché agiscono come pro-ossidanti

e acidificanti

6. Recupero dell’olio trattenuto dalle terre tramite estrazione con solvente, che deve poi subire

ulteriore raffinazione

La strada più conveniente è stata quella di addizionare terre con un sistema multi-step con due o tre

fasi; le terre esauste dal secondo step (recupero del 40% con riduzione consumi 20-30%) vengono

riutilizzate nel primo step di decolorazione per togliere saponi e fosfatidi

La quantità di terra addizionata varia da 0.2-2%, dipende dalla presenza di componenti minori da

rimuovere; per avere la massima efficienza nella rimozione di sostanze indesiderabili:

• Temperatura ottimale di adsorbimento 90-110°C che non deve essere superata

• Consumi di terre --> oli degommati necessitano di maggior quantitativo di terre rispetto a oli

neutralizzati per effetto soda su glicolipidi, fosfatidi e pigmenti

• Tempo sufficiente di contatto per sequestrare le sostanze inquinanti e di mantenimento della

sospensione adsorbente in olio (15-30 min)

Eccessiva temperatura fa collassare la struttura per allontanamento rapido di acqua e riduce l’area

superficiale (reazioni secondarie), mentre il superamento del tempo di contatto favorisce la

fissazione di colore; limitare anche l’accesso di aria in quanto ossida i polinsaturi (controllo O2 e

acqua sottovuoto)

Il fattore più importante nella decolorazione è la qualità di partenza dell’olio; meglio partire con

minori differenze a parità di qualità per diverse condizioni operative che non con le stesse condizioni

ma con diversa qualità

IMPIANTO DISCONTINUO

Sistema più utilizzato per facilità di operazione e flessibilità:

1. Caricamento dell’olio neutro anche se non essiccato per aspirazione di un gruppo generatore

di vuoto

2. Riscaldamento sottovuoto a 60°C tramite serpentine ed eliminazione completa dell’umidità

3. Immissione terre per aspirazione sottovuoto e agitazione 15-30 min a T 80-110°C

4. Filtrazione dell’olio dalle terre residue

IMPIANTO CONTINUO

Presenta minori rischi di incorrere in reazioni indesiderate e di ossidazione e permette anche un

recupero energetico:

1. Preriscaldamento olio a 70-80°C

2. Essiccamento dell’olio in essiccatori a funzionamento continuo sottovuoto a 50-70 mm Hg

mentre scende su serie di diaframmi verso la parte inferiore

3. Riscaldamento tra 95-110°C e aggiunta sostanza adsorbente (0.25-3.0% per terre attive, 0.1-

0.5% per carbone e silice), miscelati con altri decoloranti naturali o sintetici

4. Disareazione e rimozione dell’umidità dalla miscela

5. Miscelazione (3-4 min sottovuoto o sotto pressione)

6. Filtrazione su filtro pressa (parte significativa dell’adsorbimento per contatto continuo di olio

su pannello con adsorbente

La rigenerazione delle terre è un processo difficile in quanto contengono olio e soprattutto il

recupero di questo olio è oneroso e può avvenire per diverse vie:

• 30-50% di olio nel pannello, viene parzialmente recuperato (residuo 20%) dopo trattamento

mediante vapore fluente e addizionato all’olio crudo o degommato, ma sarà di qualità

minore rispetto all’olio decolorato

• Estrazione con solvente in alcuni casi fino a valori residui del 3%

• Olio sbiancato avviato ai tanks di storage dove viene mantenuto sotto azoto

Le terre venivano utilizzate in passato come concimi ma il loro uso è stato abbandonato per l’elevato

valore di grassi e inquinanti (problemi di smaltimento); la tendenza odierna va nell’uso alimentazione

animale o rigenerazione per estrazione di contaminanti o ancora diminuzione della quantità di terre

(decolorazione controcorrente)

Decerazione

Le cere sono esteri ad elevato punto di fusione (76-77°C) di alcoli e acidi grassi a scarsa solubilità negli

oli; la decerazione consiste nell’allontanamento di queste molecole che si effettua quando il

contenuto di cere ad alto punto di fusione è >0.2%

Viene fatta su olio di mais, riso, girasole (da 1500 a 400 ppm), sesamo e qualche volta anche olio di

canola in quanto in questi semi le cere si trovano per l’80% nella corteccia, più piccolo è il seme più

elevata è la porzione relativa di corteccia e quindi il contenuto di cere

Il processo classico prevede:

1. Raffreddamento lento entro le 4h a 6-8°C e maturazione per 6h per ottenere cristalli dalle

dimensioni richieste

2. Riscaldamento a 18°C permettendo la fusione di cristalli più piccoli che altrimenti non

verrebbero separati

3. Filtrazione o centrifugazione a temperature basse

L'allontanamento dei cristalli impatta negativamente sulle rese di estrazione perché molte volte

assieme ai cristalli rimane inglobato dell’olio liquido; nell’olio di girasole le perdite in raffinazione

sono pari allo 0.5% (1000 ppm di cere)

Quindi in alcuni casi la decerazione è attuata contemporaneamente all’allontanamento di gomme e/o

saponi centrifugando a basse temperature:

• Raffreddamento a 25°C per 24h e poi degommaggio con centrifuga alla stessa temperatura

• Neutralizzazione, poi raffreddamento della miscela olio-sapone a 5-8°C e mantenimento per

4-5h sotto miscelazione soft, con successiva addizione acqua (4-6%) scaldata a 18°C

Formazione in sospensione di cristalli di cere nelle acque saponose, che vengono poi

centrifugati e quindi separata la frazione cera/saponi dalla frazione olio decerato

Deodorazione

Stadio finale della raffinazione che consiste nella distillazione in corrente di vapore sottovuoto a

elevate temperature per ottenere:

Allontanamento sostanze maleodoranti volatili (presenti o formate durante la lavorazione)

• Derivati ossidati a basso peso molecolare degli idrocarburi insaturi-perossidi

• Acidi grassi a basso peso molecolare (butirrico, capronico, isovalerianico)

Aldeidi, chetoni e alcool che derivano dalle reazioni ossidative

La loro concentrazione totale è bassissima (10-100 ppm) che però è sufficiente a rendere

incommestibile l’olio

Allontanamento di acidi grassi liberi Parziale distruzione carotenoidi per calore (effetto

decolorante) Perdite parziali di mono e digliceridi, steroli, esteri degli steroli deodorazione

Perdita in peso dell’olio pari a 0.2-0.8%

A causa delle temperature elevate raggiunte queste molecole impattano negativamente sul colore

dell’olio, che imbrunisce, e non è possibile rimediare nemmeno operando ulteriore decolorazione

Consiste in una distillazione multistep ad alte temperature (180-270°C), bassa pressione (3-8 mmHg)

e sotto iniezione di vapore; la temperatura di processo deve essere inferiore alla temperatura di

distillazione dei gliceridi e a quella di polimerizzazione (<270°C) o di idrolisi dei gliceridi

1. Deaerazione dell’olio prima del riscaldamento per evitare ossidazione e polimerizzazioni

2. Riscaldamento olio in uno o due stadi oppure riscaldamento controcorrente in processi

continui attraverso scambiatori di calore esterni o interni (olio entrante si scalda con calore

ceduto da quello in uscita)

3. Raffreddamento a 120-130°C sotto pressione ridotta per l’ottenimento degli acidi grassi e

recupero calore

4. Aggiunta di acido citrico (0.005-0.01 %) chelante metalli

5. Conservazione sotto N2

6. Il distillato che lascia la colonna viene poi raffreddato in una altra unità (scrubber)

Il recupero del distillato avviene in uno stripper, colonna impaccata ad elevata area

superficiale (250-350 m2/ m3) in controcorrente, dove si raffredda ed il calore ceduto dal

distillato serve a riscaldare l’olio entrante (recupero energetico)

Poiché la concentrazione di molti volatili è minima, va introdotta una fase di strippaggio, di solito

mediante vapore (pompe o spire)

DEODORATORE DISCONTINUO

Grosso reattore cilindrico di acciaio inox munito internamente di sistema di riscaldamento mediante

serpentini immersi nell’olio da deodorare, in cui passa come fluido di riscaldamento il vapor acqueo a

pressione 15-20 atm (riscaldamento indiretto)

Il riscaldamento è anche diretto grazie alla vivace agitazione (vapore in bolle di strippaggio), che

permette il recupero dell’olio mediante pompa o travaso ed i prodotti distillati sono raccolti in

condensatore

Lavora sottovuoto raggiungendo temperature > 210°C, ma tratta piccole capacità (<50 ton per die) e

quindi è adatto per produzioni irregolari o diversi oli da lavorare

• Vantaggi --> basso costo di investimento, semplicità costruttiva

• Svantaggi --> non adattabili a grandi produzioni, alti costi operativi (consumo elevato di

vapore, basso recupero di calore), lunghezza durata processo > 4h

DEODORATORE CONTINUO

Camera cilindrica verticale al cui interno è posta una serie di piatti posti a cascata e al centro della

colonna si trova collettore che raccoglie i vapori dei singoli piatti; nel piatto inferiore non vi è vapore

diretto né riscaldamento, ma un sistema di scambiatori che permettono il riscaldamento dell’olio

entrante a spese del deodorato

Le condizioni operative sono:

• H = 25-35 cm (battente d’ol