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tecnologia delle sostanze grasse 3 - Coggle Diagram

- - - - cotone: raffinazione chimica. Ha colore rossastro (gossipolo) lo dobbiamo togliere con NaOH per neutralizzare anche gli a.g.
        liberi, palma e palmisto, cocco: raffinazione fisica. Nel palma veniva usata la deodorazione non solo per togliere aromi e a.g. liberi,
        ma per togliere il colore, non aveva la decolorazione perché era fatta nella deodorazione. Dunque la T era
        elevata 260°C per togliere anche colore. Ma >T per tempi lunghi comportava componenti chimici 3MGCT secondari, tossici e
        cancerogeni, tali per cui l’olio di palma è stata bandito.
      - degomaggio--> Tolgo i fosfolipidi, che se entra in contatto con dell’h2o crea un legame--> può determinare idrolisi dei trigliceridi e quindi a.g. liberi che sono pericolosi dal pdv stabilità e danneggiare il processo produttivo. Soglia: 1%, >1% lo faccio sempre sia chimico che fisico.<1% fisico lo faccio sempre, chimico sfrutto la
        neutralizzazione.
        
        Inoltre efficienza della neutralizzazione: intrappolare nei saponi: anche quello che non è d’interesse Se intrappolo trigliceride, la qt olio diminuisce. Se no tolgo le gomme prime, mi porto dietro un elemento che è attaccato ai trigliceridi, ma anche all’h2o, Allo stesso tempo tolgo anche un sottoprodotto, perché i fosfolipidi sono sost. anfipatiche (interagiscono con parte grassa e
        acquosa) e quindi sono degli eventuali emulsionanti. Sono le cosiddette lecitine commerciali (E322)
        
        Ex ho molte lecitine di partenza 2 opzioni: tolgo il problema subito con un degommaggio acido ma poi lo butto; ragionamento quali-quantitativo: faccio il degommaggio in 2 step: 1° step ad acqua e ne tolgo molte→ lecitine commerciali, 2° step ad acido→ tolgo il residuo di lecitine che butto, ma tanto ho un parziale ritorno economico. 2° step con enzimi→ e quindi vendo tutte le mie lecitine commerciali, MA devo ottimizzare il sistema ph ottimale, T per
        l’enzima e costo dell’enzima.
        
        interazione dei fosfolipidi nel sistema h2o--> in base al degomaggio, Inositolo (PI): ha 5 gruppi idrossilici che sono molto affini con h2o. se l’olio è fatto da fosfolipidi che sono 100% PI, aggiungendo dell’h2o riesco a toglierli. Dunque uso un degommaggio ad acqua.
        
        Colina (PC): ha una carca positiva in corrispondenza al gruppo tri-metilico, lo rende affine con l’h2o, ma fino a quando il sistema
        è a ph acido- ph neutro. Se mi sposto dalla neutralità, si ha una dissociazione a livello del gruppo fosfatico con una formazione di
        una carica negativa, se ho ph:9-10 addirittura ho 2 cariche negative. Possono interagire e formare un sale, non diventa + affine
        all’h2o. non è un problema per la PC
        
        Etanolamina (PE): io ho una carica + a ph acidi, mi devo fare le stesse domande quando mi sposto di ph. Ph neutro o basico ho una dissociazione del gruppo fosforico, in questo caso si forma il sale perché non ho l’ingombro sterico
        
        Acido fosfatidico (PA): dobbiamo ragionare sul gruppo fosforico, che ha una carica – e poi 2 cariche – a mano a mano vado in ambiente basico. Questa dissociazione parte già a ph 5. Reale dissociazione forte avviene a ph basico, Se ho 100% PA e faccio un degommaggio h2o o acido, solo una piccola parte di PA si allontana
        
        Sali di Ca e Mg: possono creare dei problemi quando sono dei sali di calcio di PE e di PA, situazioni in cui ho una dissociazione del gruppo fosforico che però interagisce con Ca e Mg
  - - - Se uso una miscela fatta da PLA2, PLC e PI-PLC--> il processo successivo potrebbe essere la neutralizzazione se si > il contenuto di a.g. liberi, prodotto instabile--> uso trattamento acido-base ma costa.
      - neutralizzazione--> abbasare l’acidità totale dell’olio in modo tale a valori compresi tra 0.01-0.5% ac. Grassi liberi espressi come oleico, NaOH non è selettivo per a.g. liberi, se non si gestisce bene il processo in
        termini di tempo e qt, potrebbe interagire con i trigliceridi e a determinare la formazione di nuovi a.g. liberi che non erano presenti nella materia 1° o digliceridi. Positivo se toglie fosfolipidi , metalli, pigmenti, Prodotti dell’ossidazione che si sono creati durante lo stoccaggio della materia 1°. Danno il tocoferolo e minor contenuto trigliceridi
        
        neutralizzazione discontinua--> gli a.g. liberi + 10%, questo 10% serve per allontanare ulteriori sostanze e di allontanare gli a.g. liberi--> fase di lavaggio per eliminare OH in eccesso, processo discontinuo--> La % a.g. è alta conviene andare sulla chimica→ scelgo la chimica, NaOH la uso per 2 opzioni: 1. Faccio il degommaggio, lascio riposare x 1g olio degommato, dopo la neutralizzazione 2. Faccio degommaggio, lascia riposare 1h, faccio la neutralizzazione. È un processo detto discontinuo o batch, perché è separata dalle fasi precedenti e successive alla neutralizzazione stessa.
        
        Neutralizzazione alkali refining continuo--> una fase degommaggio in cui aggiungo l’acido che toglie il sale (Ca o Mg), h2o toglie PC, PI, PE. Nel mio sistema rimane PA. La fase di neutralizzazione sarà fatta in modo tale da affiungere una qt di NaOH pari a quella stechiometrica di a.g + 10%+ NaOH che mi serve per allontanare PA. degommaggio + neutralizzazione lo
        posso fare solo se ho la necessità di fare un acido-base.
        La neutralizzazione ci aiuta a togliere i pigmenti rimangono intrappolati nella schiuma che creo, ma
        nelle materie 1e c’è un olio che va sempre sottoposto
        alla raffinazione chimica perché il suo colore lo tolgo
        sono con NaOH=cotone.
        
        COTTON ALKALI REFINING (neutralizzazione a 3 fasi) Per l’olio di cotone abbiamo questa situazione: area neutralizzazione: io tolgo gli a.g. liberi presenti nel sistema. Fase in più che toglie il gossipolo. Infine lavaggio. Soia: degommaggio, neutralizzazione e fase di lavaggio. Cotone: neutralizzazione, allontanamento gossipolo e fase di lavaggio. FFA posso toglierla con la raffinazione fisica: faccio degommaggio acido-basico per togliere i fosfolipidi, tolgo i FFA in modo preventivo attraverso la fase di deodorazione usanto T un po’ più alte.
        
        NEUTRALIZZAZIONE ALTERNATIVE
        Neutralizzazione: vado a diminuire il contenuto di ag liberi. Ci sono tecniche alternative senza usare NaOH. Fisico: che però richiede >T. Esterificazione: ho 3 a.g. liberi, prendo del glicerolo e li faccio attaccare attraverso >T e catalizzatore.
- - - - olio a contatto con altre sostanze--> usata è impianto cross flow: l’olio scorre in modo orizzontale su un vassoio (tray) e viene rivestito dal vapore che scorre in modo verticale. C’è anche lo scrubber: zona in cui condenso i vapori e recupero le sostanze che ho eliminato dall’olio (soprattutto quelle che mi servono, uso T
        200-250°C e 2-3 mmbar
      - sistema controcorrente--> contro corrente (countercurrent flow) (ex estrazione). In questo caso c’è un reattore verticale, che non è vuoto, ma pieno, in modo tale da ridurre al minimo lo spazio in cui l’olio si può posizionare, Vapore e olio entrano in contatto diretto e dunque potrebbe idrolizzare il trigliceride. Azoto ha la stessa capacità di eliminare le sostanze indesiderate ma 2 problemi: costo raddoppia/triplica se pensiamo che l’N non condensa
      - Pressione--> 2-3-mbar, allontano la
        maggior qt di a.g. liberi con aimè una qt elevata di tocoferoli. La condizione migliore sarebbe quella di usare P 0.1-0.2 mbar Scrubber per il recupero. Se ho metà steroli e metà FFA--> prima faccio una condensazione a T + elevate, separo i tocoferoli e steroli. Condenso a T + bassa, separa gli a.g. liberi
- - - - degomaggio h2o--> degommaggio ad acqua, trattamento in cui vado a mettere in contatto l’olio e h2o per togliere l’eventuale precursore. Abbiamo un olio che è stato degommato con h2o e posso decidere di sottoporlo a 2 trattamenti di raffinazione: chimico o fisico. no FFA, no cloro
        
        Nell’olio di palma la degommaggio non la facciamo, laviamo e sterilizziamo i frutti, le gomme sono già un po’allontanate. Si parla di degommaggio dry, a secco, ossia prendo l’olio grezzoper non far formare sostanze tossiche--> aggiungo acido fosforico per formare le gomme, dopo si aggiunge carbonato di calcio o ossido di calcio in modo tale da neutralizzare acido fosforico. Dopodiché fai decolorazione e deodorazione
        
        correlazione tra formazione composti tossici e ph delle terre. + ph acidi > è la produzione di sostanza tossica nel prodotto finito. Ho 2 opzioni di decolorazione: terre neutre e terre attivate (range + suscettibile). Uso solo le terre neutre. h2o posso usare delle terre acide perché arrivo a 0.7 e sono sotto ai livelli
        
        Deodorazione: fase critica, notiamo che 3-MCPD, cmq supero i 140°C e dunque potenzialmente si andranno a formare, dunque lavoro sulla diluzione dei precursori. La deodorazione è importante per i GE, perché si formano a T>230°C. In alternativa a 240°C sistemi alternativi di deodorazione (no
        cross flow), ma posso usare una colonna con sistema in contro corrente. Va a limitare lo spessore di strato di olio, riesce in minor tempo a portar via le componenti. Studio in cui il tempo è 10 min, la qt vapore è 0.5% e sono stati visti gli effetti della T. Se uso una colonna impaccata per 10 min, 0.5% vapore a 260°C 0.2 GE sono sotto ai limiti, riesco ad eliminare FFA, MA ho 12 come parametro di colore, che normalmente deve essere pari a 3.
        
        nuovi sistemi di deodorazione hanno un doppio impianto--> olio passa nella colonna impaccata e In seguito lo faccio passare nel cross flow, dove in seguito abbasso drasticamente le T, evito la formazione GE e lo lascio lì il tempo per andare a togliere gli off-flavor, Posso fare altri trattamenti se--> →se le T basse (200°C), non mi fanno arrivare al di sotto dei limiti di legge. →se mi porto a 3mbar T 200°C, non riesco ad abbassare il valore →devo >T (210-230°C), bassi mbar (costoso), >qt solvente condizioni al di sotto al limite di legge. 2° strippaggio usando
- - - - Nella parziale idrogenazione: Si stacca un atomo H in corrispondenza all’atomo C che stiamo analizzato: idrogenazione isomerica, Si stacca un atomo H quello presente dall’altra parte del piano rispetto a quello dove si è appena attaccato l’atomo H → diventa trans, può aiutarmi perché indurisce l’a.g--> isomeri trans hanno punto di fusione più alto
    - - Idrogeno puro: bombola di H fuori da una stanza. Massa olio: nella stanza e Catalizzatore: infondo alla stanza con il supporto. L’H deve “aprire la porta”, superare il 1° strato di massa d’olio, deve saturare la massa d’olio. II. Saturare il 1° strato di massa d’olio III. Devo attraversare tutta la massa d’olio IV. Attraversare l’ultimo strato d’olio in corrispondenza del supporto V. Entrare nei pori del supporto VI. Attaccarsi al catalizzatore
      - forza che spsota H è il gradiente di concentrazione--> Il doppio legame dell’a.g. deve superare solo 4-5 zone. Quando si è formato a.g. saturo deve uscire dal supporto, va fuori e allontanarsi dal 1° strato di olio dal cubo (3 zone). Bisogna assicurarsi che se non si usa azoto puro, gli eventuali consistenti non devo essere avvelenati del catalizzatore. No nell’idrogeno→ zolfo, fosforo e ossigeno.
      - catalizzatore Quantità= il substrato su cui avviene la reazione deve
        essere molta, ovvero una quantità pari a 0,2% deve avere dei pori tali per cui l’ampiezza del canale sia sufficiente a far entrare un trigliceride in cui è presente un a.g. insaturo e riesce a far uscire un a.g. saturo, dimensione superiore ai 20 Amstrong.
        
        Selettività linolenica (3 doppi legami), rappresenta la
        capacità di trasformare 3 doppi legami in acido linoleico. Selettività linoleica (2 doppi legami), passo a 2→1 in acido
        oleico, piuttosto che trasformare l’oleico in stearico (1→0). Isomerizzazione specifica, Si, selettività che prediligeva la formazione degli a.g. trans. Vantaggio: ottenere prodotto solido pur avendo dei doppi legami all’interno. Selettività triglicerica, non mi interessa che riduzione di insaturazioni ottengo, scelgo quale a.g. all’interno del trigliceride subirà la trasformazione