PROIECT TEHNOLOGIC Controlul si Expertiza Produselor Alimentare - Implementarea sistemului HACCP conform ISO 22000:2005 si tehnologia de obtinere a uleiului de extractie din seminte de soia cu o capacitate de 100 tone/24 ore

UNIVERSITATEA  "AUREL VLAICU" DIN ARAD

Facultatea de Inginerie Alimentara, Turism si Protectia Mediului

Specializarea: Controlul si Expertiza Produselor Alimentare

PROIECT TEHNOLOGIC

TEMA PROIECTULUI:

Implementarea sistemului HACCP conform ISO 22000:2005 si tehnologia de obtinere a uleiului de extractie din seminte de soia cu o capacitate de 100 tone/24 ore.

I.MEMORIU JUSTIFICATIV

1. OBIECTIVUL PROIECTULUI

Obiectivul proiectului acestei lucrari este o sectie de obtinere a uleiului de exctractie din seminte de soia. Aceasta sectie cuprinde spatii in care se afla utilajele necesare prelucrarii semintelor se soia, sectie de pratire, o sectie de extractie de solventi, precum si spatii anexe (magazii, laboratoare, birouri).

CAPACITATEA DE PRODUCTIE

Capacitate de productie a sectiei este de 100 de tone/24 ore ulei de extractie. Stabilirea capacitatii optime de productie, constituie o posibilitate de ridicare a eficientai economice a unitatilor de obtinere a uleiului.

PROFILUL DE PRODUCTIE

Sectia preslucreaza seminte de soia, pentru a obtine ileiul de extractie prin folosirea ca dizolvant a benzinei de extractie. Boabele de soia au o deosebita importanta dat fiind continutul lor ridicat in substante proteice care pot inlocui in alimentatie albuminele animale fata de care sunt superioare.

Proteinele din soia sunt diferite de alte plante deoarece contin un set complex de aminoacizi. Proteina caracteristica boabelor de soia este glicerina care e o substanta complexa, cu un numar mare de aminoacizi, conferindu-i o digestibilitate pronuntata.

Valoarea alimentara a proteinelor din soia este aceeasi cu cea a cazeinei din lapte, proteinele soiei fiind mai valoroase decat proteinele celorlalte leguminoase (mazare, fasole, etc).

Extraxtia uleiului cu solvent este o operatie tipica de transfer de masa, realizata prin solubilizarea uleiului in dizolvant, in care ceilalti componenti sunt insolubili. In procesul de e 111h78b xtractie au loc diferite fenomene care se deosebesc intre ele prin natura lor fizica si prin mecanismul desfasurarii.

Uleiul de soia are un rol important in alimentatie avand calitati superioare datorita compusilor sai valorosi: vitamine, acizi grasi, fosfatide, tocoferoli. In procesul de e 111h78b xtractie semintele de soia sunt supuse unor tratamente tehnologice care le  asigura calitatea exceptionala in vederea obtineri uleiului de extractie cu solvent.

2. ANALIZA COMPARATIVA A TEHNOLOGIILOR DIN TARA SI STRAINATATE PENTRU REALIZAREA PRODUCTIEI PROIECTATE

Obtinerea uleiului de soia se poate face prin metoda extractiei cu dizolvanti sau prin presare la rece. Metoda extractiei cu dizolvanti este o operatie tipica de transfer de substanta care se realizeaza prin solubilizarea uleiului intr-un dizolvant.

Fenomenul preponderent care are loc in timpul procesului de extractie este difuzia. Fenomen fizic in care substantele dizolvate trec liber in solutie cu concentratie mai mica, pana la repartizarea uniforma in molecula. Odata cu uleiul se extrag partial substante ca: fosfatide, ceruri, pigmenti.

Uleiul brut de soia are culoare galbena pana in brut deschis, miros neplacut si gust usor amarui. Uleiul se caracterizeaza printr-un continut ridicat de fosfatide care se recunoaste sub forma de lecitina. Pentru ca extractia sa fie economica este necesar a se stabili un raport judiciar intre cantitatile de solvent si material.

In vederea obtinerii uleiului rafinat de soia evidentiem o serie de operatii dezmucinalizarea, neutralizarea, uscarea, decolorarea, vinterizarea, dezadorizarea si polizarea uleiuluui. Prin rafinare se elimina substantele care inrautatesc calitatea uleiului: mucilagii, acizi grasi liberi, substante colorate, subsatnte galben-roscat, caracteristic, fara gust si miros strain.

Obtinerea uleiului prin presare se face prin separarea uleiului din macinatura sub actiunea unor forte exterioare, rezultatul fiind uleiul brut de presa. In procesul clasic al presarii se aplica un tratament hidrotermic, numit prajire inainte de presare, avand loc transformari fizico-chimice ale componentelor macinaturii, modificari ale structurii particulei in vederea obtinerii unui randament ridicat la presiune.

Avantajele procesului de prajire sunt: obtinerea procentului ridicat in ulei si imbunatatirea conditiilor de separare a uleiului din macinatura.

Dezavantajul cinsta in obtinerea unui ulei cu un continut redus de vitamine, provitamine si antioxidanti.

Prin procesul de presare la rece, spre deosebire de procedeul clasic al presarii, se urmareste obtinerea si mentinerea calitatii exceptionale a uleiului. Uleiul de soia presat la rece prezinta o mare digestibilitate datorita continutului sau de acizii grasi esentiali polinesaturatii, continutului de lecitina naturala, continutului de tocofenoli.

ALEGEREA SI DESCRIEREA SCHEMEI ADOPTATE

Descrierea schemei adoptate

1.Receptia calitativa si cantitativa

Pentru stabilirea calitatii, se fac observatii asupra gradului de sanatate al boabelor de soia, privind gustul, mirosul, culoarea, atacul de mucegai si se verifica daca recolta este curata, fara corpuri straine, pamant.

Se preleveaza o proba medie de boabe de soia, care se duce la laborator unde se executa determinarea masei hectolitice, umiditatea si continutului in ulei al semintelor, iar datele se trec in registrul de analize al sectiei.

Pentru stabilirea cantitatii, boabele de soia in fabrica cu autovehicule se cantaresc pe bascule auto, dupa care se descurca prin basculare, prin ridicarea rotilor din fata cu platformele hidraulice. Datele de cantarire se trec in registrul de cantar si pe bonul de transport.

Soia fiind o planta sezoniera, recoltarea se face in perioada august-septembrie, iar semintele se pot depozita, dupa receptia calitativa, in silozuri. Pentru umplerea si golirea silozurilor se folosesc elevatoarele si trasportoarele.

2.Precuratirea semintelor de soia.

Impuritatile care se gasesc in semintele de soia pot fi grupate in:

-impuritati metalice (cuie, suruburi, alte bucati de metal);

-impuritati minerale (bucati de pamant, pietre, praf);

-impuritati organice neoleaginoase (pleva, paie);

-impuritati oleaginoase (seminte seci, seminte carbonizate, sparturi, seminte ale altor plante oleaginose).

Prezenta mai indelungata a acestor impuritati in masa de boabe duce la cresterea umiditatii acestora si genereaza aparitia focarelor cu temperaturi ridicate, care duc in scurt timp la deprecierea semintei.

Indepartarea acestor impuritati din seminte este necesara in toate fazele de depozitare precum si de-a lungul procesului tehnologic. In aceasta etapa se elimina 50% din impuritati. Operatia de precuratire se realizeaza cu separatorul aspirator si electromagneti.

3.Uscarea semintelor de soia

Operatia de uscare este necesara deoarece umiditatea mare a semintelor influenteaza negativ calitatea acestora ducand la hidroliza grasimilor sau influentand si alte reactii biochimice.

Apa din semintele oleaginoase se gasesc sub forma de apa legata de componentele hidrofile si apa imobilizata mecanic in capilarele celulare. Continutul de apa din semintele oleaginoase este invers corelat cu cel de ulei.

Viteza uscarii semintelor depinde de:

-temperatura agentului de uscare;

-umezeala sa relativa;

-viteza de deplasare la suprafata semintelor.

Metodele folosite la uscare se bazeaza pe conductivitate, convectie si prin radiatie. Utilizand radiatoare sau infrarosii indepartarea apei se face prin evaporarea sau vaporizare.

Agentii termici utilizati sunt: aerul si amestecul de aer cu gaze de ardere. La toate tipurile de uscatoare conditia de baza este reducerea umiditatii semintesor la aproximativ 4%, cu un consum energetic scazut, fara ca semintele sa depaseasca temperatura de 70 C, deoarece peste aceasta valoare ar avea loc o crestere a indicelui de peroxid al uleiului din seminte.

In cazul utilizarii aerului, procesul de uscare are loc dupa diagrama l-x (diagrama pentru aer umed) in doua faze:

Faza 1: incalzirea aerului de la stare A la starea B. Punctul A reprezinta starea initiala si este caracterizat prin t_o, umiditatea absoluta x_o si umiditatea relativa j_o. Cresterea temperaturii se face la umiditate absoluta constanta x_o-x.

Faza 2: prelucrarea vaporilor de apa din seminte. Ca urmare a scaderii umiditatii relative a aerului acesta absoarbe vaporii de apa de la suprafata semintelor marindu-si umiditatea absoluta pana la x₂. Temperatura scade pana la t.2.

Teoretic schimbul de caldura are loc in conditii de entalpie constanta, in practica insa schimbul de caldura se abate de la aceasta linie, ca urmare a pierderilor de caldura din instalatie.

Fig,1: Diagrama l-x pentru aer umed

Semintele de soia sunt uscate in uscatorul stabil cu abur.

4.Depozitarea boabelor de soia

In fabricile de ulei materia prima se depoziteaza pe o perioada cuprinsa intre 5 si 12 zile, durata care asigura rezervele necesare continuitatii productiei si da posibilitatea efectuarii operatiilor pregatitoare procesului de obtinere a uleiului.

La depozitare trebuie sa se aiba in vederea urmatoarele:

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

-depozitarea sa se faca la o umiditate a semintelor sub umiditatea critica;

-temperatura trebuie mentinuta sub 30^oC prin prefirare, aerare activa sau racire mecanica. Volumul de aer rece necesar este de 80 m³/min la presiune la 800 mm. col. H₂O pentru celulele de 1000 tone;

-transportul semintelor in silozuri si magazii trebuie sa se faca fara distrugerea invelisului natural al semintelor;

Depozitarea semintelor oleaginoase trebuie sa asigure:

Pastrarea substantelor valoproase;

Prevenirea proceselor de degradare;

Imbunatatirea caracteristicilor tehnilogice ale semintelor;

Pregatirea de loturi mari, omogene din punct de vedere al caracteristicilor fizico-chimice si tehonologice

Boabele de soia sunt depozitate in silozuri de 12 celule cu sectiune circulara cu diametrul de 6,35 m si capacitatea cuprinsa intre 300-2000t. Celulele silozului de boabe de soia sunt prevazute cu instalatii de telemasurare a temperaturii.

5.Postcuratirea semintelor de soia

Prin postcuratire se elimina resturile de impuritatii care, in afara de actiunea abraziva asupra utilajelor, provoaca si o inrautatire a calitatii srotului. Continutul de corpuri straine, dupa postcuratire, trebuie sa fie de maxim 0,3%.

Impuritatile existente in semintele de soia au efecte negative deoarece corpurile straine organice, aduc o umiditate mai ridicata, o incurcatura mare cu microorganisme care transmit uleiului substante nedorite (colorante si odorante).

Postcuratirea semintelor de soia se face cu ajutprul sitelor plane.

6.Descojirea semintelor de soia

Coaja semintelor oleaginoase are un continut de ulei foarte redus, aproximativ 0,5-3% si un continut ridicat de celuloza. Din aceasta cauza coaja constituie un material inert in procesul de prelucrare si nedorit in compozitia sroturilor, a carei eliminare se impune ori de cate ori acest proces este posibil.

Cu toate acestea, in cursul procesului de descojire, coaja se indeparteaza numai partial., deoarece un anumit procent de coaja in materialul descojit este necesar pentru a asigura buna desfasurare a procesului de extractie.

Procesul de descojire i plica succesiunea a doua faze:

-spargerea si detasarea cojii de miez - se face prin frecare cu ajutorul valturilor prevazute cu cilindrii rifuiti sau acoperiti cu pasta adeziva.

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

-separarea cojilor din amestecul rezultat - se face in utilaje care combina cernerea prin sita (separarea dupa deferenta de marime) cu separarea dupa diferenta de masa volumiva, prin aspiratia intr-un curent de aer ascendent produs de un ventilator. Dupa procesul de separare rezulta doua fractiuni:

-miez industrial 80-85% din masa semintelor prelucrate, miez care contine 8% coaja;

-coaja eliminata care reprezinta 15-20% din masa semintelor prelucrate si care contin 1% miez.

7.Macinarea semintelor de soia

Macinarea (maruntirea) este operatia mecanica obligatorie in pregatirea materialului pentru extragerea uleiului. Maruntirea realizeaza ruperea membranelor celulare in proportie de 70-80% si destramarea structurii oleoplasmei celulare care contine uleiul.

Principalul efect al macinarii este eliminarea uleiului prin canalele oleoplasmei sub forma de picaturi fine care sunt retinute la suprafata macinaturii sau in capilarele acesteia. Macinatura trebuie sa fie uniforma pentru a defavoriza conductibilitatea termica si difuzia la prajire si extractie.

Umiditatea si continutul in ulei al semintelor sunt definitorii pentru calitatea macinaturii obtinute. Umiditatea optima de macinatura este de 10% la soia.

La macinare pot avea loc si transformari chimice:

-cresterea aciditatii uleiului sub actiunea lipazelor proprii;

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

Macinatura nu se depoziteaza. Macinatura se realizeaza in trei etape:

-deformatia elastica care are loc pana la aparitia primelor crapaturi;

-deformatia plastica cand materialul se aplatizeaza si se compacteaza;

-destramarea materialului si aparitia de celule sparte.

Utilajul de maruntire (macinare) il reprezinta valtul al carui organ de lucru este tavalugul de macinare: un cilindru gol in interior cu peretele gros. Rezultatele cele mai bune se obtin cand tavalugii sunt rifluiti.

Riflurile sunt santuri cu muchii taietoare, traversate pe suprafata tavalugilor. Prin rotatia tavalugilor, riflurile de pe cei doi tavalugi se intersecteaza iar in punctul de intersectie, muchiile taietoare divizeaza produsul. Pentru soia adancimea riflurilor este de 4 mm.

8.Prajirea materialului

Prajirea este o operatie de tratament hidrotermic aplicat macinaturii, sub amestecare continua. Scopul prajirii este de a realiza anumite transformari fizico-chimice ale componentelor macinaturii, precum si modificari ale structurii particulelor.

In acelasi timp se realizeaza si unele transformari chimice suplimentare, care imbunatatesc conditiile de separare a uleiului din macinatura, prin realizarea unei plasticitatii optime, reducerea vascozitatii si tensiunii superficiale ale uleiului.

Aceste deziderate se realizeaza in doua faze:

A) Faza de umectare si incalzire a macinaturii in care macinatura este pulverizata cu apa sau abur pana la umiditatea optima.

Se realizeaza o umectare a partii hidrofile (proteinele) din macinatura ce permite dislocarea uleiului de suprafata si din capilare care este impins spre exterior. La incalzire structura fazei solide devine elastica dar afanata ce favorizeaza separarea uleiului.

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

Umectarea este un proces care provoaca modificari ale caracteristicilor macinaturii:

-modificarea placticitatii;

-aglomerare de particule;

-modificari ale starii uleiului;

-modificari chimice si biochimice ale componentelor macinaturii.

Viteza de umectare este mare la inceputul operatiei crescand pe masura ce gelul celular se imbina cu apa si ajunge la saturatie. Odata cu macinarea continutului de ulei in macinatura, viteza de umectare scade.

B) Faza de prajire-uscare, in care umiditatea materialului se reduce ca urmare a incalzirii macinaturii. In aceasta faza aglomeratele de particule se desfac, are loc tasarea lor, umiditatea este eliminata, proteinele sunt puternic denaturate, plasticitatea materialului devine optima pentru extractie, deci pentru expulzarea uleiului.

Tasarea macinaturii conduce la cresterea greutatii hectolitrice a acesteia si deci la imbunatatirea indicelui de utilizare al extractorului.

Fig.2 Variatia umiditatii si a temperaturii in timpul prajirii

(linia continua-umiditatea, linia punctata-temperatura)

La stabilirea regimului de prajire trebuie sa se urmareasca pastrarea in stare neschimbata a fosfatidelor, vitaminelor, provitaminelor, antioxidantilor naturali.

Astfel la temperatura de 70 C(fata de 105-110 C considerata optima pentru randamentul bun la extractie) si la o viteza de 3 C/secunda se obtine un ulei cu aciditatea scazuta, indice de peroxid de doua ori mai mic, uleiul fiind usor hidratabil.

Extractia cerurilor este micsorata de 1,5-2 ori. La 70 C denaturarea proteinelor este de 1,44-2,75 % fata de 9,33% la temperatura de 110 C.

Utilajul folosit pentru prajire este prajitorul vertical cilindric, cu compartimente multietajate.

9.Extractia cu solvent

Extractia uleiului cu solvent este o operatie de transfer de masa, realizata prin solubilizarea uleiului in dizolvant, in care ceilalti componenti sunt insolubili. Se face prin difuzie care este fenomenul fizic in care substantele dizolvate trec liber in partea solutiei in care concentratia acestora este mai mica pana ce in intreaga solutie repartizarea moleculelor dizolvate este uniforma.

In cazul extragerii uleiului difuzia are loc intr-un sistem solid-lichid. Desfasurarea procesului de extractie presupune transportului soloventului in interiorul particulelor, dizolvarea fizica a uleiului si transportul solutiei din materialul solid in miscela.

Avand in vedere structura complexa a sistemului sunt implicate mai multe mecanisme care actioneaza simultan: difuzia moleculara si difuzia prin convectie.

Difuzia moleculara este fenomenul fizic de deplasare moleculara a componetilor unui amestec, sub actiunea agitatiei moleculare prin care se realizeaza omogenizarea concentratiilor.

Difuzia prin convectie care este un proces fizic de omogenizare a concentratiilor unui amestec prin deplasari ale unor portiuni macroscopice de fluid in miscare turbulenta, masa trecand dintr-o faza in alta, prin miscarea unei faze in raport cu cealalta. Difuzia prin convectie este insotita de difuzia moleculara.

Transferul de substanta in procesul de extractie a uleiului se desfasoara in trei etape:

-etapa de difuzie moleculara a uleiului din interiorul particulei catre exteriorul ei;

-etapa de difuzie moleculara a uleiului prin stratul de la suprafata exterioara a particulelor la suprafata solventului care inconjoara particulele;

-etapa de difuzie prin convectie a uleiului de la stratul de separare catre miscela in miscare.

Fig. 3 Schema extractiei uleiului

Factorii care influenteaza diferitele tipuri de difuzii sunt urmatorii:

a)Difuzia din interiorul particulei este influentata de:

-structura interioara a particulelor din care se extrage uleiul, structura care este determinata de: caracteristicile semintelor, modul de pregatire pentru extractie (macinare, prajire);

-structura oleoplasmei;

-prezenta membranelor secundare care se realizeaza cand macinatura are o umiditate ridicata si particulele de macinatura se aglomereaza, formand in interiorul lor "cuiburi de ulei". Conditii bune de extractie le asigura porii deschisi la ambele capete. Lingimea porilor trebuie sa fie cat mai redusa, iar diametrul cat mai mare.

b)Difuzia in stratul limita este influentata de:

-marimea coeficientului de difuzie, D;

-grosimea stratului ce trebuie traversat care depinde de: rugozitatea particulelor (direct proportional); vascozitatea si soncentratia miscelei; caracteristicile uleiului si dizolvantului; temperatura; viteza de curgere a uleiului (invers proportional).

c)Difuzia intre stratul limita si miscela va depinde de:

-viteza de curgere a miscelei;

-regimul de curgere;

-temperatura si gradientul de concentratie.

Durata extractiei si gradul de prelucrare a materialului, calculate dupa procentul de ulei ramas in srot, depinde in mare masura si de concentratia miscelei realizata in instalatie. La cresterea temperaturii, viteza de extractie creste.

Eficineta economica a procesului de extractie depinde in mare masura de consumul de solventi. Prin urmare se impune o recuperare avansata a acestora din miscela si din sroturi, reducand la minim pierderile si consumul de energie.

Recuperarea benzinei din miscela se face prin mai multe operatii:

-purificarea miscelei;

-concetrarea miscelei (distilare propriu-zisa) pana la un continut de ulei de 80-85%, intr-un evaporator pelicular, cu separator (abur indirect ca agent termic) la un vacuum de 400 mmHg si temperatura de 90-95 C;

-distilarea finala sub vid (evacuarea dizolvantului) la temperatura superioara fierberii miscelei, de 105-110 C si un vacuum de 720-730 mmHg, prin pulverizare, prin introducerea de abur direct.

Operatia de extractie se realizeaza cu ajutorul utilajului numit extractor cu banda.

4.PRINCIPALELE CARACTERISTICI ALE MATERILOR PRIME, AUXILIARE SI ALE PRODUSULUI FINIT

Materia prima folosita pentru obtinerea uleiului de extractie sunt boabele de soia, materiile auxiliare folosite sunt apa in etapa de prajire a miezului tehnologic si benzina de extractie necesara pentru a putea obtine produsul finit.

Istoric, origine, importanta

Soia este una dintre cele mai vechi plante de cultura, originara din China, unde era cunoscuta inca din anul 2838 i.e.n. In America si Europa este cultivata mult mai tarziu, in anii 1829 si respectiv 1840.

In tara noastra, soia se cunoaste din anul 1876, in Transilvania. Din 1913 este cultivata in campurile experimentale ale Scolii Superioare de Agricultura din Bucuresti si abia din 1930 este inclusa in temele de cer­cetare ale Institutului de Cercetari Agronomice.

Cresterea considerabila a productiei si perfectionarea metodelor de prelucrare a seminselor de soia au dus la obtinerea unor cantitati mari de ulei cu o valoare nutritiva ridicata si la furnizarea de proteina, care permite obtinerea unor canti­tati sporite de produse animale.

Diferitele parti ale plantelor de soia se caracterizeaza printr-un continut ridicat in proteina (tabelul de mai jos).

Compozitia chimica a soiei in % (dupa Villax, 1963)

Tabel 1

Proteina din semintele de soia este mult superioara proteinei din cereale datorita unor amino-acizi de o importanta deosebita in alimentatia animalelor, cum sunt: lizina, metionina, triptofanul.

Pe langa proteina, semintele de soia contin si cantitati insemnate de substante grase, saruri minerale (fosfor, potasiu) si vitamine (complex B, C, D, F).

Soia se foloseste in ultimul timp intr-o proportie destul de mare si sub forma de masa verde (pasunata sau insilozata), datorita continutului ridicat in proteina si grasimi din toate partile componente ale plantei.

Compozitia chimica (proteine si grasimi) a nutretului   verde  de soia (dupa Enken,, 1959)

Tabel 2

Samanta oleaginoasa maturata este formata din miez si coaja.

Miezul este constituit din embrion (gemula si doua cotiledoane) si dintr-un strat hranitor- endosperm. In cele doua cotiledoane si in endosperm se acumuleaza rezervele de baza: substantele hranitoare si respectiv uleiul, proportiile variind in functie de natura semintelor.

Coaja (pericarpul), ca structura anatomica, difera de la o samanta la alta, putand atinge in greutati, din totalul greutatii semintei la 7-12% pentru soia.

Semintele sau boabele de soia au forma sferica, ovala, oval-alungita, oval-plata, neuniforma de dimensiuni diferite colorate in galben, verde, negru sau marmorat in doua culori. Dupa dimensiuni se deosebesc in: seminte mici D=5,0-5,4 mm; seminte medii D=6,0-7,0 mm; seminte mari D=9,5-9,8 mm.

Semintele sunt constituite dintr-un invelis axterior (coaja, doua cotiledoane si un embrion). Coaja reprezinta 8% din masa bobului, are un aspect lucios sau mat si este strans crescuta la cotiledoane, desprinzandu-se prin decorticare.

Miezul reprezinta 92% din masa bobului si contine embrionul si cele doua cotiledoane. Embrionul prezinta un muguras intre cotiledoane. Semintele au celule mari cu membrane subtiri, iar semintele necesita un grad mai avansat de macinare inainte de separarea uleiului. Celula tipica este compusa din urmatoarele parti:

-invelis celular de grosime 0,3-0,5 mm format din celuloza si hemiceluloza;

-oleoplasma care e formata din citoplasma si uleiul uniform in citoplasma sub forma unor incluziuni microscopice;

-granule aleuronice, care sunt corpuri solide de origine proteica si formate din cristalozi si globoizi acoperite cu un invelis foarte subtire.

Componentii principali ai semintelor de soia, substantele proteice si uleiul sunt concentrate in celulele cotiledoanelor. In componenta semintelor de soia intra urmatoarele elemente minerale: Na, K, Mg, Ca, P, Si, Cl, Fe, I, Al. Substantele care contin fosfor sunt reprezentate de fosfotide, fitine, acizi nucleici, fosfati neorganici, acid folie, nicotimic, inozitol, colina.

Semintele mai contin inhibitorul si alti fermenti ca amilaza, lipoza, lipoxidaza.

Valori nutritionale ale boabelor de soia

Tabel 3

Compozitia boabelor de soia in aminoacizi esentiali (g%)

Tabel 4

Cu privire la continutul in hidrati de carbon, precizim ca in boabele de soia aproape nu exista amidon, in schimb sunt reprezintati in procent destul de ridicat alti hidrati de carbon (galactanul, pento-zanii si zaharul), in tabelul urmator se prezinta un bilant al acestor substante neazotoase din soia (in raport cu greutatea bobului).

Tabel 5

Compozitia chimica a miezului semintelor de soia

Tabel 6

Conditiile fizico-chimice maximale privind boabele de soia de calitate superioara sunt urmatoarele:

-umiditate: 12%;

-puritate: 96%;

-corpuri staine si infectie neadmise.

Se livreaza in doua calitati: calitatea I si calitatea a II-a reglementate de STAS 3319/80. Calitatea I contine peste 36% proteine, iar calitatea a II-a 32-36%.

Caractere morfologice si biologice

Soia apartine genului Glycine L. care are un numar de 25 specii, dintre care la noi in tara se cultiva Glycine hispida (Mnch.) Maxim. Aceasta specie cuprinde, de asemenea, mai multe subspecii, cea mai importanta si mai raspandita fiind ssp. manshurica Enk. Dupa E n k e n (1959), subspecia manshurica cuprinde mai multe varietati: communis, immaculata, flavida, ucrainca, viridis etc. Soia, Glycine hispida (Mnch.) Maxim , are radacina principala pivotanta care patrunde in sol pana la 1 m, uneori chiar pana la 2 m.

Ramificatiile laterale ale radacinii principale patrund si ele in sol pana la 30 - 40 cm. Pe ele se formeaza marea majoritate a nodozitatilor. Tulpina, inalta de 50 - 200 cm, este dreapta, pentagonala sau cilindrica, uneori volubila.

Pe tulpina si ramuri se gasesc perisori de culoare galbuie, bruna, albicioasa etc. Frunzele sunt trifoliate, cu foliolele si potiolul paros. Frunzele cad cand planta se apropie de maturitate,iar stipele sunt mici.

Florile sunt, de asemenea, mici si grupate cate 3 - 9 (uneori mai multe) in raceme scurte. Au cu­loare liliachie, alba-liliachie, alba-galbuie. Polenizarea este autogama, desi florile se deschid.

Durata infloririi este de 18 - 27 zile, in functie de soi si de conditiile de vegetatie. Fructul este o pastaie usor curbata si acoperita cu perisori. Culoarea pastaii este galbena sau galbena-brunie.

Pastaia este dehiscenta si contine 2-5 seminte de cu­loare alba, galbuie, maslinie, verde, cafenie, neagra etc. Masa a 1000 seminte la plantele din var. manshurica Enk. este de 120 - 230 g. Rasarirea este epigeica.

Cerinte fata de clima si sol. Zone de cultura

Fiind originala din Extremul Orient, soia este o planta iubitoare de caldura, cantitatea de caldura necesara pentru a ajunge la maturitate fiind de 2200-2800 C. Durata perioadei de vegetatie este de 110 -150 zile.

Soia germineaza la o temperatura minima de 7-8 C. Temperaturile medii de 12 C in luna aprilie se de 20-21 in lunile iulie-august sunt hotaratoare pentru dezvoltarea normala a plantei. Soia este sensibila la o temperaturile scazute (minus 1-2 C) si la asociatiile mari de temperatura.

Este planta de zi scurta; in conditii de zi lunga soia isi prelungeste perioada de vegetatie. Soia nu este pretentioasa fata de sol, fapt ce permite cultura ei pe aproape toate tipurile de sol din tara noastra, cu exceptia solurilor grele, acide, salinizate.

Cele mai bune rezultate se obtin pe solurile luto-nisipoase, lutoase si luto-argiloase, adanci, fertile, bogate in calciu, fosfor si potasiu, cu o reactie cuprinsa intre pH=5 si pH=8,5, optim fiind pH=6,7.

Cele mai bune conditii pentru cultura soiei in tara noastra se intalnesc in depresiunea Jijiei si a Baseului, in Moldova si pe vaile Muresului, Tarnavelor si Somesului, in Transilvania.

O zona favorabila se intalneste in campia din vestul tarii, Campia Transilvaniei, valea Siretului in dreptul regiunii Bacau, depresiunea Jijiei si Bahluiului, precum si in partea de mijloc si de est a podisului Moldovei, in partea de sud a tarii, desi se gasesc soluri fertile, soia nu poate da productii mari si stabile datorita secetei ce corespunde perioadei de inflorire-fuctificare.

Extinderea culturii in aceasta zona este conditionata de irigare.

Cultura pentru producerea de seminte

Cultura pentru samanta urmeaza de regula dupa prasitoare bine intretinute, pe terenuri fertile, profunde si bogate in calciu. Solul se fertilizeaza toamna cu fosfor si cu o parte din cantitatea de srot, o data cu aratura de baza, iar restul din doza de ingrasaminte cu azot da primavara inainte de semanat.

Samanta trebuie sa corespunda soiului din toate punctele si sa provina din loturi semincere verificate si aprobate. Inainte de insamantare, samanta se trateaza cu nitragin.

Culturile semincere se intretin curate de buruieni prin prasire intre randuri si plivit pe rand. In regiunile caracterizate prin seceta prelungita in timpul perioadei de inflorire-fructificare, culturile semincere se iriga, obtinandu-se rezultate foarte bune, mai ales cand se administreaza si ingrasaminte cu azot si fosfor in doze moderate.

Soia pentru samanta se recolteaza la maturitatea deplina, cand 75% din pastai au culoarea cafenie-bruna, iar semintele sunt tari si au culoarea si luciul caracteristic soiului cultivat. Stabilirea momentului optim de recoltare se poate gace si baza analizei probelor luat din lan. In acest caz, semintele de soia sunt bune de recoltat cand contin 15-16% apa.

Semintele cu umiditate mai amre nu se treiera bine si se pot usor in timpul pastrarii. Pentru a fi depozitate, semintele de soia nu trebuie sa contina peste 12% apa. Soia se conditioneaza si se depoziteaza in straturi de 20-30 cm, in magazii uscate si bine aerisite.

Apa-materie auxiliara

Apa e utilizata in diferite etape, in contact direct sau indirect cu materiile prime, auxiliare, produs finit, subproduse sau deseuri, sub forma de apa ca atare, sau ca si abur, sau in diferiti solventi.

Apa trebuie sa fie potabila, cu proprietati organoleptice si fizico-chimice normale. Este importanta incarcarea microbiologica a apei: trebuie sa contina maxim douazeci microorganisme pe ml si sa nu contina bacterii coliforme.

Metalele tixice nu trebui sp existe in apa, sau, cel putin, continutul in aceste metale sa nu depaseasca limitele admise in legislatia sanitara. Continutul in substante organice inerte rezultate din descompunerea tesuturilor vegetale si animale trebuie sa fie, de asemenea redus.

Benzina de extractie - materie auxiliara

In Romania se utilizeaza ca dizolvanti benzina de extractie si hexanul.

Benzina de extractie e un amestec de hidrocarburi alifatice in care predomia hexanul si este principalul dizolvant folosit. Fata de alti dizolvanti prezinta unele avantaje:

-nu este miscibila cu apa;

-are masa specifica mica;

-are un interval de fierbere potrivit;

-nu este toxica;

-are o mare putere de dezvoltare.

Se fabrica in sase tipuri, dintre care in industria uleiului se utilizeaza tipul 60/80 pentru instalatii cu functionare continua si tipul 70/95 pentru instalati discontinue si semicontinue. Ambalarea, marcarea, depozitarea, transportul si manipularea benzinei se face conform STAS 4225/79.

Benzina de extractie este mai usoara decat apa, iar vaporii sai mai grei decat aerul de peste trei ori, prin urmare acestia se raspamdesc la nivelul solului si trebuie luate masuri de ventilatie naturala si fortata in depozitele de benzina si in sectiile de extractie.

Continutul de vapori din aerul sectiilor de extractie sa depaseasca 0,3 mg/l de aer. Uleiurile se dizolva in benzina in toate proportiile, cu exceptia uleiului de ricin, care se dizolva in benzina mai greu decat uleiul, iar oxiacizii grasi nu se dizolva in benzina.

PRINCIPALELE CARACTERISTICI ALE PRODULUI FINIT

Uleiul de soia

Proprietatile fizico-chimice

Proprietatile fizice se exprima prin masuri caracteristice care nu se schimba sau variaza in limite reduse pentru acelasi sort de ulei. Asemenea constante fizice se stabilesc pentru: masa specifica, refractie, temperatura de topire, solubilitate, vascozitate, caldura specifica si de combustie, culoare.

Caracteristicile fizico-chimice ale uleiului de soia sunt:

De asemenea se stabilesc si alte marimi care variaza dupa stadiul procesului de prelucrare, cum ar fi: continutul de apa si substante volatile, impuritati insolubile in eter etilic, sapun, substante organice nesaponificabile, metale grele, dar si aciditate libera, indicele de peroxid, continutul in acizi grasi oxidati. Din punct de vedere al solubilitatii, uleiurile si grasimile sunt solubile in solventi nepolari (eter etilic, benzina, hexan, cloroform, propan), dar insolubile in alcool la rece.

Uleiul de soia se gaseste in boabe, intre 15-25%. Acizii grasi din uleiul de soia sunt, in cea mai mare parte, nesaturati, usor asimilabili, care asigura puternice insusiri hipo-colestererolemiante, adica de dizolvare a colesterolului din sange

Compozitia chimica a uleiului de soia

Acizii grasi pricipali ai uleiului de soia au 18 atomi de carbon, au cate una sau mai multe legaturi duble si o capacitate inalta de asimilare.

Toate uleiurile, in special, cele inalt nesaturate, ca uleiul de soia, pot sa se oxideze in prezenta oxigenului, precum si sub influenta umiditatii, temperaturilor inalte, luminii si catalizatorilor neorganici, cum ar fi metalele grele si organice, adica  ele rancezesc si se altereaza si pierd astfel valoarea lor energetica.

Vitamina E si tocoferolii antioxidanti, care sunt multi in uleiul de soia impiedica supraoxidarea si prin aceasta reducerea valorii uleiului de soia.

Cantitati de tocoferoli din uleiul de soia

Proprietati organoleptice

Materiile grase sunt caracterizate, din punct de vedere senzorial prin consistenta, culoare, gust si miros.

Culoarea uleiului de soia variaza de la galben la un galben roscat. Culoarea este determinata de raportul dintre pigmentii xantofolici si clorofilici.

Gustul si mirosul uleiurilor brute depinde de sursa din care provin ceea ce poate ajuta la identificarea lor.

Uleiul folosit la prajit (gogosi, carnati, cartofi, etc.) nu mai poate fi utilizat atunci cand prezinta modificari accentuate de culoare si suspensii sau sediment la 60 C, aciditate (ca acid oleic maximum 1,5%) si indice de peroxid peste 15 meq/kg.

Calitatea nutritiva a uleiurilor vegetale

Uleiurile comestibile sunt constituite in principal din trigliceride, continutul in apa si substante volatile reprezentand 0,15%. Rezulta ca valoarea nutritiva a uleiului de soia consta in continutul lui in acizi grasi polinesaturati si an special in acidul linoleic, care joaca rol important in:

-mentinerea integritatii membranelor celulare si a fluiditatii acestora (prin acilare in fosfolipide). Se asigura in acest fel o topografie optima a enzimelor, substraturilor, metabolitilor, astfel incat actiunea enzimelor asupra substraturilor devine optima;

-prevenirea fragilitatii celulelor; minimizarea pierderilor de apa; asigurarea integritatii mitocondriilor si deci a unui metabolism energetic eficient; scaderea nivelului de colesterol steric si a trigliceridelor plamatice si prin urmare scade tendinta de instalare a aterosclerozei;

-diminuarea tendintei de tromboza prin impiedicarea agregarii elementelor figurate;

-micsorarea duratei de coagulare a sangelui; prevenirea hipertensiunii provocate de NaCl alimentar;

II.MEMORIU TEHNIC

1. BILANTUL DE MATERIALE. CONSUMUL SPECIFIC. RANDAMENT. BILANT CENTRALIZATOR

1.Rrecuratire

	Receptia calitativa si cantitativa

Si  Sr

P

Si = cantitatea de boabe de soia intrata , t;

Sr = cantitatea de boabe de soia receptionate, t;

P = cantitatea de boabe de soia pierdute, t.

P = 0.1%

Si = Sr + P

P =

Si = Sr + P

Sr = So - P

Sr = 100-0.1

Sr =99,9 tone

2.Rrecuratire

Precuratire

Sr  Spr

P

Spr = cantitatea de boabe de soia precuratite , t;

Sr = cantitatea de boabe de soia receptionate, t;

P = cantitatea de boabe de soia pierdute, t.

P = 1,5%

Ecuatia de bilant la precuratire este:

Sr= Spr + P

P =

Sr = Spr + P

Spr = Sr - P

Spr = 99,9-1,498

Spr =98,402 tone

3.Depozitare

Depozitare

Spr  Sdp

P

Spr = cantitatea de boabe de soia precuratite , t;

Sdp = cantitatea de boabe de soia depozitate, t;

P = cantitatea de boabe de soia pierdute, t.

P = 0,02%

Ecuatia de bilant la precuratire este:

Spr= Sdp + P

P =

Spr = Sdp + P

Sdp = Spr - P

Sdp = 98,402 -0,019

Sdp =98,383tone

4.Postcuratirea

Postcuratirea

Sdp  Spc

P

Spc = cantitatea de boabe de soia postcuratite, t;

Sdp = cantitatea de boabe de soia depozitate, t;

P = cantitatea de boabe de soia pierdute, t.

P = 2%

Ecuatia de bilant la precuratire este:

Sdp= Spc + P

P =

Sdp = Spc + P

Spc = Sdp - P

Spc = 98,383 -1,967

Sdp =96,416tone

5.Uscare

W₁

Uscare

Spc Su

Spc = cantitatea de boabe de soia postcuratite, t;

Su₁ = substanta uscata de boabe de soia postcuratite, t;

Su₂ = substanta uscata de boabe de soia uscate, t;

Sus = cantitatea boabelor de soia uscate, t;

W₁ = cantitatea de apa eliminata, t.

Ecuatia de bilant total

Spc= Sus + W1

_{Ecuatia de bilant partial in subsatanta uscata:}

Su₁= 100-13

Su₁= 87%

Su₂= 100-9,5

Su₂= 90,5%

83,881= Susx0,905

_{Sus = 92,687 tone}

6.Racire

W₂

Racire

Sus Sr

Sus = cantitatea boabelor de soia uscate, t;

Su₃ = substanta uscata de boabe de soia racite, t;

Su₂ = substanta uscata de boabe de soia uscate, t;

Sr = cantitatea de boabe de soia racite, t;

W₂ = cantitatea de apa rezultata la racire, t.

_{Ecuatia de bilant total la racire este:}

Sus = Sr +W₂

_{Ecuatia de bilant partial in subsanta uscata este:}

_{83,881 = Sr x 0,91}

_{Sr = 92,177 tone}

Sus = Sr +W₂

_{92,687=92,177+W2}

_{W2 =92,687 - 92,177}

_{W2 =0,51 tone}

7.Decojire

Decojire

Sr  Sdj

P

Sr = cantitatea de boabe de soia racite, t;

Sdj = cantitatea de boabe de soia decojite, t;

P = cantitatea de boabe de soia pierdute la decojire, t.

P = 0,1%

P =

Ecuatia de bilant la decojire este:

Sr = Sdj + P

Sdj = Sr -P

Sdj = 92,177 - 0,092

Sdj = 92,085 tone

8.Separatea

Separarea

Sdj M

C

Sd = cantitatea de seminte de floarea soarelui decojite, t;

C = cantitatea de coaja, t;

M = cantitatea de miez, t.

Mt= cantitatea de miez tehnologic

Continutul de coaja al semintelor de soia este intre 7-11% Se admite un continut de coaja de 8%, un continut de miez 92%. Cantitatea de miez antrenat in coaja este de 0,21% si contitatea de coaja ramasa in miez de 8%

Bilantul de materiale la separare se va scrie astfel:

Sd = M + C

M = 92% Sd

M =

C = 8%Sd

C =

_{Mt=91,480tone}

_Mt=914,800kg

9.Macinare

Macinare

Mt miez

P

Mc = cantitatea de miez antrenata in coaja/miez tehnologic, kg;

Miez = cantitatea de miez, kg;

P = cantitatea de seminte pierdute la macinare, kg.

La macinare intra o cantitate de miez tehnologic (miez cu coaja ramasa in miez) care contine 95%miez si 5% coaja.

Miez: 95%Mc _kg

_{Coaja:5%Mc  kg}

_{Daca se admite continutul de ulei in coaja de 0,5kg si in boabe de 18,8% (media pe anul 1986 fabrica de ulei Prutul Galati).}

_{Bilantul de material in ulei pentru 100 kg seminte este:}

_{de unde rezulta continutul de ulei:}

_miez=24.484

_{Um = cantitatea de ulei in miez, %.}

_{Continutul in ulei a macinaturii obtinuta din miezul tehnologic se obtine bilantul de ulei al acestuia:}

_{Umt = cantitatea de ulei din miezul tehnologic, %.}

_{920,850Umt = 867,04x24,484 + 45,74x0,8}

_{920,850Umt = 21278,065 + 36,6}

Umt =

_{Umt = 23,153%}

_{Daca de admite continutul de umiditate a coji de 11% si al boabelor de 7%.}

_{Bilantul de material in umiditate pentru 100 kg boabelor este:}

_{Wm = cantitatea de umiditate al miezului, %.}

_76Wm

_{76Wm = 700 - 264}

_{76Wm = 436}

Wm =

_{Wm = 5,736%}

_{Continutul de umiditate al macinaturii obtinute din miezul ternologic de unde rezulta bilantul in umiditate al acestuia:}

_{Wmt = cantitatea de umiditate al macinaturii, %.}

_{914,80Wmt = 4984,92 + 548,88}

_{914,80Wmt = 5533,8}

Wmt =

_{Wmt = 6,049%}

10.Prajire

Prajire

Mt miez

_{La prajire intra o cantitate de macinatura provenita din miezul tehnologic cu parametrii:}

Mt = 914,80kg

_{Umt = 23,153%}

_{Wmt = 6,049%}

_{Tratamentul hidrotermic constra intr-o umectare pana la continutul de umiditate Wmu = 9% urmata de reducerea umiditati pana la Wnp = 4%.}

_a).umectare

_{Bilantul total si partial in substanta uscata la umectare este:}

_{Mt + Apa = Mu}

Mt = cantitatea de miez antrenata in coaja/miez tehnologic, t;

_{Wmu = cantitatea de umiditate al macinaturii umiditate, %;}

_{Wmp = cantitatea de umiditate al macinaturii prajite, %;}

_{Mu = cantitatea de macinatura umectata, t.}

_{Mp = cantitatea de macinatura prajita, t.}

_{914,80x93,951 = 91Mu}

_{85946,374 = 91Mu}

_{Mu = 944,465 kg}

_{Mt + Apa = Mu}

_{914,80 + Apa = 944,465}

_{Apa = 944,465 - 914,80}

_{Apa = 29,665 kg}

_b).reducere

_{Bilantul de materiale total si cel partial in substanta uscata se va scrie:}

_{Mu = Mp + We}

Mp =

_{Mp = 895,274kg}

_{Mu = Mp + We}

_{944,465 = 895,274 + We}

_{We = 944,465 - 895,27}

_{We = 49,195kg}

_{Ump = cantitatea de ulei din macinatura prajita, t.}

_{Ump = 23,657%}

11.Presare

Presare

Mp  B

Pu U

_{Mp = cantitatea de macinatura prajita, t;}

_{Ump = cantitatea de ulei din macinatura prajita, t;}

_{Uu = continutul de grasime neutra rezultata de la presare (Uu≈96%);}

_{B = cantitatea de broken, kg;}

_{Ub = continutul de ulei al brokenului ( se admite Ub = 20%);}

_{U = continutul de ulei, kg;}

_{Pu = pierderi nedefinite de ulei, kg.}

_{La presare se admite pierderi nedefinite de ulei de 0,1% fata de samanta intrata la decojire .}

_{Pu = 0,1xSr}

Pu =

_{Pu = 0,09kg}

_{Bilantul de materiale total si cel partial in ulei este:}

_{Mp = B + U + Pu}

_{Mp = B + U + Pu}

_{B  = Mp - U - Pu}

_{MpxUmp= (Mp-U-Pu)Ub + UxUu + Pu}

_{73,89x54,06 = (73,89-0,09-U)x20+Ux96+0,09}

_{3994,49 = (73,8-U)x20+96U+0,09}

_{3994,49 = 1476-20U+96U+0,09}

_{3994,49-1476-0,09 = -20U+96U}

_{2518,4 = 76U}

U =

_{U = 33,13 tone}

_{B  = Mp - U - Pu}

_{B = 73,89-33,13-0,09}

_{B = 40,67 tone}

_{Continutul de apa din uleiul brut trebuie sa fie mai mic decat 0,03%. In cazul in care uleiul de presa este destinat consumului se aplica operatiilor: indepartarea impuritatiilor prin filtrare si uscarea uleiului.}