scortisoara

Scortisoara

UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE I MEDICIN VETERINAR A BANATULUI TIMIOARA

FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PRODUSELOR AGROALIMENTARE

PROIECT REALIZAT N CADRUL DISCIPLINEI

CONDIMENTE I SISTEME CONDIMENTARESCORIOARA

COORDONATORI:

STUDENT:

PROF. DR. ING. IONEL JIANU

ASIST. NICOLETA HDRUG

TIMIOARA 2001

TEMA DE PROIECT:

SCORIOARA

CUPRINS

1. Enunul temei de proiect2

2. Prezentarea general a scorioarei3

2.1. Plan cu prile componente ale scorioarei 3

2.2. Denumirea n limba latin i alte denumiri ale scorioarei4

2.3. Rspndirea geografic a scorioarei6

2.4. Condiiile pedoclimatice specifice scorioarei6

2.5. Structura fitochimic a prilor componente ale scorioarei6

2.6. Evoluia biochimic specific a principiilor active8

2.7. Toxicitatea scorioarei 9

2.8. Evoluia scorioarei de la recoltare la procesare10

3. Studiul de literatur12

3.1. Originea scorioarei12

4. Concluzii ale studiului de literatur asupra conservrii scorioarei14

5. Tema de proiectare (dimensionare)15

6. Partea tehnologic16

6.1. Procedee de obinere a principiilor active din scorioar16

6.2.1. Procedee de obinere a uleiurilor volatile16

6.2.1.1. Antrenarea cu vapori de ap16

6.2. Fluxul tehnologic28

6.3. Graficul timpului de lucru28

6.4. Descrierea procesului tehnologic29

6.5. Bilan de materiale33

6.6. Norme de tehnica securitii muncii, prevenirea i

stingerea incendiilor34

6.7. Apa folosit ca agent de rcire i agent de nclzire42

6.8. Metode de analiz a scorioarei43

6.10. Calculul capacitii instalaiei de antrenare cu vapori de ap45

6.11. Consumuri specifice45

7. Partea de proiectare46

8. Calculul tehnico-economic53

9. Bibliografie58

2. PREZENTARE GENERAL

2.1. Plan color

Frunze

SCORIOAR

Floare

Scoar2.2. Denumirea latin i alte denumiri ale scorioarei:

Cinnamomum aromaticum Nees (sin. C. cassia) C.zeilanicum, Garc i Bl (sin. C. verum) (fam. Lauraceae)

German: Zimmen

2.3. Rspndirea geografic a scorioarei:

Arborele de sorioar este originar din Asia de Sud Est, neaclimatizat n alte zone. Se cunosc mai multe specii care crete n: India, Sri Lanka, Insulele Seychelles i China. Arborii sunt de 5-15 m cu frunze ovate, opuse, de la care recolteaz scoara ramurilor tinere.

2.4. Condiii pedoclimatice specifice scorioarei

ri cu clim tropical i umiditate crescut

2.5. Structura fitochimic a prilor componente ale scorioarei:

Din scoara ramurilor tinere ce furnizeaz produsul Cinnamoni cortex ce conine 1-2% ulei volatil n care componenta principal este aldehida cinamic cu proprieti antiseptice, antihelmintice, aromatizante, corector de gust, utilizat i n patiserie ca aromatizant.

Uleiul volatil se obine din scoara uscat i mcinat a arborelui, sau din frunze i rdcini. n funcie de provenien, uleiurile au compoziii total diferite.

Uleiul din scoar este un lichid de culoare galben sau brun-rocat, cu un miros picant aromatic, specific scorioarei.

Uleiul din frunze este un lichid galben-nchis sau brun, avnd un miros aromatic, asemntor uleiului de cuioare.

2.6 Evoluia biochimic specific a principiilor active:

Compoziia chimic

Uleiul provenit din scoar i s-a determinat urmtoarea compoziie:

- Compui de natur terpenic: i -pinen, felandren, p-cimen, linalool, terpineol, camfor (n unele cazuri ajunge la 14%) i cariofilen.

- Compui cu nucleu benzeic: aldehida cunamic (65-75%), eugenol (4-10%), acetat de eugenil, acetat de cinamil (aprox. 3% n uleiul de Ceylon), alcool cinamic, benzaldehid, bezoat de benzil, aldehid hidroxicinamic i aldehid cuminic.

- Compui de lat natur: metil-n-amil, ceton, acizi: benzooic, cinamic, salicilic i cumarin.

Uleiul volatil din frunze conine n primul rnd eugenol (80-95%) i numai 1-3% aldehid cinamic. Ceilali componeni n uleiul de scoar sunt prezeni n cantiti foarte mici sau n urme. Specific uleiului din frunze este i prezena unor compui ca cinamat de etil i ylangen. Uleiul provenit din rdcini nu are aplicaii practice, fiind produs sporadic. Acest ulei conine o mare cantitate de camfor (aprox. 80%), terpinen 4 - ol i numai 5% aldehid cinamic.

Produsul Cinnamoni cortex ce conine 1-2% ulei volatil n care componenta principal este aldehida cinamic cu proprieti antiseptice, antihelmintice, aromatizante, corector de gust, utilizat i n patiserie ca aromatizant.

2.7. Evoluia scorioarei de la recoltare la procesare

Scorioara este coaja arborelui mic, venic verde, nmulirea acestuia fcndu-se prin butai i mai rar prin semine. Recoltarea scorioarei poate ncepe, n cantitate mic, n al patrulea an de via al arborelui, dar din al optulea sau al zecelea an se obin recolte importante i de calitate superioar. Recoltarea se face dup ploaie i const n tierea de lstari lungi, crora li se ndeprteaz frunzele i apoi li se scoate coaja, prin incizii longitudinale i circulare. Coaja astfel obinut este lsat cteva zile s fermenteze, dup care bucile de coaj care s-au rsucit sunt introduse unele n altele i sunt uscate la aer. Bucile de coaj uscat au lungimea de circa 25 cm i sunt introduse unele n latele, cte 7-10 buci.

3. Studiu de literatur

3.1. Originea scorioarei

Arborele de sorioar este originar din Asia de Sud Est, neaclimatizat n alte zone. Se cunosc mai multe specii, care dau uleirui volatile de caliti diferite. Cele mai cunoscute sunt: C.arromaticum sau C.cassia, care crete n China sau uleiul de Cassia (ulei de scorioar chinezeasc), i C. zeilanicum, care crete n Sri Lanka, India i Seychelles i care d scorioara de Ceylon este considerat n general superior celui de tip cassia. Arborii sunt de 5-15 m cu frunze ovate, opuse, de la care recolteaz scoara ramurilor tinere ce furnizeaz produsul Cinnamoni cortex ce conine 1-2% ulei volatil n care componenta principal este aldehida cinamic cu proprieti antiseptice, antihelmintice, aromatizante, corector de gust, utilizat i n patiserie ca aromatizant.

3.2. UtilizriCantitatea de scorioar, att di scoar ct i din frunze, sunt puin folosite n parfumeria fin; intr n unele compoziii pentru spunuri, detergeni, creme, loiuni i paste de dini.

Toate calitile de uleiuri sunt foarte mult utilizate n domeniul alimentar ca ingredient aromatic, buturi alcoolice (lichioruri, vermut-uri etc.), nealcoolice, n primul rnd n cele de tip cola, dulciuri, produse de patiserie, panificaie i cofetrie, n produse condimentare pentru supe, sosuri i preparate din carne etc.

Cantitatea maxim admis n produsele alimentare este de 0,057%, pentru uleiul de scorioar de Ceylon i 0,047 pentru cel de tip Cassia.

Uleiul de scorioar este folosit n produse farmaceutice ca digestiv i carminativ. Uleiul din frunze reprezint o surs industrial de obinere a eugenolului.

4. Concluzii ale studiului de literatur asupra conservrii scorioarei

Exist numeroase caliti de scorioar care nu au aceeai valoare condimentar i se pot mpri n trei grupe principale: scorioara de Ceylon care este considerat ca cea mai bun calitate fiind denumit deseori scorioara adevrat sau Canela; scorioara chinezeasc care are un gust destul de puternic dar i astringent, iar mirosul nu este att de fin ca cel al scorioarei de Ceylon i este recoltat de pe arborele Cinnamomum care crete n China de Sud i poart denumirea de scorioara comun sau Cassia; scorioara lemnoas denumit i scorioara de Malaban recoltat de la diferii arbori din varietatea Cinnamomum care crete n regiunile tropicale i este considerat de calitate inferioar avnd esuturi suberficate i lignificate.

Aprecierea calitii scorioarei ntregi se poate face pe baza urmtoarelor criterii:

coninutul n ulei eteric trebuie s fie de cel puin 1(;

mprirea calitativ dup provenien pe baza clasificrii de mai sus;

calitile superioare de scorioar au culoare galben-brun, iar cele inferioar sunt de culoare roie-brun;

calitile cele mai bune de scorioar au suprafaa neted spre deosebire de cele inferioare a cror suprafa este zgrumuroas;

cu ct coaja este mai subire i cu ct diametrul cilindrului rsucit este mai mic cu att calitatea scorioarei este considerat mai bun;

coninutul n umiditate al scorioarei nu trebuie s depeasc 11( deoarece poate mucegi; petele negre de pe scorioar arat c aceasta a fost desprins de pe arbori cu cuite de oel formndu-se tanatul de fier negru; scorioara trebuie desfcut cu cuite de aram.

5. Tema de proiectare (dimensionare) tehnologic

S se dimensioneze un antrenor cu vapori de ap cu amestector impeller avnd urmtoarele caracteristici:

volum util 2000 l;

presiunea nominal n manta 6 kgf / cm2;

presiunea nominal n vas 3 kgf / cm2;

volumul vasului 2680 l;

volumul mantalei 220 l;

suprafaa de schimb caloric 6,5 m2;

cleme de strngere 61 N 27;

electromotor 7,5 kW, 1500 rot / min;

reductor RSV 2, 4,5 kW;

robinet de golire 100 / 80 dm;

greutate 3600 kg;

spaiu de manevrare 1450 mm.

S se efectueze bilanul termic pentru faza de antrenare cu vapori de ap a uleiului volatil de piper presupunnd parcurgerea a cinci etape:

I etapa de ncrcare a recipientului pentru antrenare (tI = 0,5 h);

II etapa de ncrcare a recipientului cu materii prime (tII = 0,5 h);

III etapa de antrenare (tIII = 6 h);

IV etapa de rcire (tIV = 0,5 h);

V etapa de descrcare (tV = 0,5 h).

6. Partea tehnologic

6.1. Procedee de obinere a principiilor active condimentare

Substanele cu caracter odorant i aromatizant se gsesc din abunden n natur, n primul rnd n regnul vegetal i ntr-o msur mai mic n cel animal. Ele se gsesc distribuite n ntreaga plant, sau cel mai adesea acumulate preferenial ntr-un organ al plantei. Aceste pri sau organe ale plantelor aromatice, devin materie prim pentru obinerea odorantelor naturale. Ele pot fi: flori (trandafiri, iasomie, tuberoze, etc.), flori i frunze (ment, geraniu, violete, etc.), fructe (piper, coriandru, anason, fenicol, etc.), semine (nucoar, ambret, tonca, etc.), coaja fructelor (portocale, bergamot, lmi, etc.), rdcini (angelic, vetiver, ghimbir, etc.), lemn sau scoara (santal, cedru, scorioara, etc.), boboci florali i muguri (cuioare, plop negru, coacz, etc.), ntreaga plant (salvia, cimbru, busuioc, etc.), ace i ramuri (pin, chiparos, brad, etc.) [1].

Majoritatea procedeelor de obinere a odorantelor i aromatizantelor aplicate industrial se bazeaz pe dou dintre proprietile fizice ale acestora i anume: proprietatea de a fi antrenabile cu vapori de ap i solubilitatea lor n anumii solveni (hidrocarburi, alcooli, compui organici halogenai, grsimi, dioxid de carbon etc.).

Principalele procedee aplicate practic sunt urmtoarele:

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Antrenarea cu vapori de ap;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Extracia cu grsimi animale;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Extracia cu solveni organici;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Extracia cu gaze lichefiate;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Extracia prin presare;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Adsorbia pe un material adsorbant;

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Procedee specifice de obinere a aromelor din sucuri de fructe.

6.1.1. Procedee de obinere a uleiurilor volatile

6.1.1.1. Antrenarea cu vapori de ap

Majoritatea uleiurilor volatile, produse la scar industrial, se obin prin antrenarea cu vapori de ap. Aceast proprietate a uleiurilor volatile a fost cunoscut i aplicat nc n urm cu milenii.

Fenomenul fizic care are loc este bazat pe legea aditivitii presiunilor de vapori ale componentelor unui amestec, conform creia amestecul fierbe la temperatura la care suma presiunilor pariale ale componentelor ajunge s fie egal cu presiunea atmosferic. Toate substanele componente ale unui ulei volatil au puncte de fierbere superioare celui al apei, dar au o volatilitate ridicat la temperaturi inferioare temperaturii de fierbere, fapt care face ca ele s fie antrenate foarte uor de vaporii de ap la temperatura de fierbere a acesteia. Insolubilitatea lor n ap i densitatea diferit a apei faciliteaz separarea lor.

Din punct de vedere fizic, antrenarea uleiului volatil este precedat de difuzia lui din celulele vegetale ce l conin. Acest proces dureaz mai mult sau mai puin, n funcie de natura materiei prime, influennd n final timpul necesar antrenrii. Mai uor difuzeaz din plante verzi dect din cele uscate, sau din flori dect din rdcini, semine sau lemn. n scopul uurrii acestui proces, materiile prime sunt n primul rnd tocate, zdrobite sau mcinate. Timpul necesar antrenrii uleiului volatil este determinat i de debitul de vapori, fiind invers proporional cu acesta.

n general, plantele aromatice sunt supuse prelucrrii n stare proaspt, uscarea determinnd o pierdere parial a uleiului volatil prin evaporare. n plus, au loc procese fermentative care influeneaz negativ calitatea uleiului.

Sunt materii prime vegetale, cum ar fi seminele, unele fructe, rdcinile, etc., cu un coninut sczut n ap, care se pot conserva un timp ndelungat nainte de prelucrare, fr ca uleiul volatil s sufere modificri cantitative sau calitative [1].

n unele cazuri cum ar fi rizomii de iris, procesele enzimatice care au loc n timpul pstrrii conduc la formarea uleiului volatil prin eliberarea componentelor odorante din alte combinaii chimice.

Antrenarea cu vapori se practic n patru variante diferite :

a) antrenarea la foc direct;

b) antrenarea n curent de vapori;

c) antrenarea cu abur sub presiune;

d) antrenarea la presiune redus.

a) Antrenarea la foc direct. Acest procedeu este cel mai vechi, dar continu s fie practicat n unele ri, coexistnd cu procedeele moderne i oferind n anumite cazuri unele avantaje.

Instalaia se compune dintr-un recipient metalic cu o capacitate sub 1000 l, aezat deasupra unei vetre. Cazanul este acoperit cu un capac curbat, care face corp comun cu conducta de evacuare a vaporilor, numit gt de lebd, avnd o seciune din ce n ce mai mica pe msur ce se ndeprteaz de capac. Uneori capacul se racordeaz cu gtul de lebd printr-o flan, constituind dou componente distincte. Gtul de lebd se continu cu un condensator format dintr-o serpentin, rcit n exterior cu ap. Condensul este colectat ntr-un vas separator, numit vas florentin, de diferite construcii.

Materialul vegetal se introduce n cazan i se acoper cu ap. Se monteaz capacul i se ncepe nclzirea. nclzirea se face cu lemne sau cu deeurile vegetale, uscate n prealabil, rezultate din arje anterioare. Vaporii de ap rezultai din fierberea apei iniial introdus n cazan, antreneaz uleiul volatil, parcurgnd gtul de lebd i sunt condensai n serpentina de ctre apa rece care circul n exterior. Condensul se acumuleaz n vasul florentin. Uleiul volatil, de obicei mai uor dect apa se separ n stratul superior, de unde se colecteaz printr-un tub lateral. n vas este meninut permanent un nivel constant de lichid, excesul de ap condensat fiind evacuat pe la baza vasului printr-un tub lateral, curbat la nivelul tubului de golire a uleiului volatil. n timpul antrenrii, tubul de golire a uleiului este nchis. n cazul n care uleiul este mai greu dect apa, se nchide tubul curbat, iar apa de condensare se elimin continuu prin tubul de la partea superioar a vasului.

De obicei, apa rezultat din condensare, coninnd cantiti mai mari sau mai mici de ulei dizolvat, se adaug la o noua sarj n cazan. Aceast practic se numete cohobaie.

Acest sistem de antrenare are urmtoarele incoveniente :

ncrcarea materiei prime i descrcarea epuizatului se face manual i cere mult timp;

contactul direct al materialului vegetal cu pereii supranclzii ai recipientului, determin degradri pariale ale uleiului volatil;

pierderi de vapori pe la jonciunea capacului cu cazanul;

timp ndelungat necesar aducerii apei la temperatura de fierbere;

depuneri calcaroase pe peretele cazanului, care reduce coeficientul de transfer termic.

Sunt cazuri n care parial aceste incoveniente au fost nlturate prin unele perfecionri aduse sistemului tradiional. Astfel, pentru uurarea operaiunilor de ncrcare i descrcare, materialul vegetal se ncarc n couri metalice perforate, manevrate cu ajutorul unui scripete; pentru a reduce contactul materialului vegetal cu prile supranclzite ale cazanului se introduce un fund perforat n interiorul acestuia, pentru susinerea ncrcturii.

n cazul n care se execut antrenarea unor uleiuri sensibile, provenind de obicei din flori, materialul vegetal se ncarc ntr-o coloan, care se interpune ntre capac i gtul de lebd, fiind astfel traversat numai de vaporii generai n cazan. Se execut n felul acesta o antrenare cu vapori la presiune normal, fr contact cu apa n fierbere [1].

b) Antrenarea n curent de vapori. Acest procedeu se deosebete de cel tradiional n primul rnd prin faptul c agentul termic este aburul generat ntr-o instalaie anex. n felul acesta, nclzirea antrenorului este uniform, degradarea uleiului volatil prin contactul plantei cu pereii supranclzii este eliminat, iar debitul de vapori poate fi dirijat. Acest tip de instalaii sunt de mare capacitate, permind ncrcri cu materie prim de cteva tone.

Materialul vegetal este inut n partea superioar a antrenorului fie prin ncrcarea lui peste un fund perforat introdus n antrenor, fie prin introducerea n antrenor a unui co metalic perforat ncrcat cu produs vegetal.

Antrenarea n curent de vapori se poate efectua n dou moduri diferite, cu abur direct sau cu abur indirect.

n cazul n care se face cu abur direct, antrenorul este prevzut n interior, la partea inferioar, ntre cele dou funduri, cu o eav spiralat i perforat pentru distribuia aburului.

Antrenoarele nclzite cu abur indirect sunt prevzute cu perei dubli (manta) printre care circul aburul. n antrenor se ncarc o cantitate stabilit de ap i materialul vegetal susinut fr contact cu apa printr-unul din sistemele menionate. Aburul, circulnd prin mantaua antrenorului, nclzete apa aducnd-o n stare de fierbere. Materialul vegetal este strbtut de vaporii de ap generai n antrenor.

Ambele moduri sunt mult folosite, existnd unele preferine pentru cel cu nclzire indirect, n care caz, dei timpul de antrenare este ceva mai mare, se realizeaz o nclzire treptat a materialului vegetal i deci o menajare a uleiului volatil.

Sistemele de prindere ale capacului de corpul antrenorului sunt diferite, n cele mai multe cazuri cu flane, astfel concepute nct s permit o foarte bun etanare i o nchidere i deschidere ct mai simpl.

Condensatorul este fie de tip tradiional (serpentin), fie cu fascicol de evi.

Vasul separator este de construcie similar vasului florentin sau cu anumite modificri care s permit o mai bun separare a uleiului volatil. Modificrile aduse urmresc o mai ndelungat staionare a condensului n vasul separator, pentru a mbunti separarea.

Pentru a nltura pierderile cauzate de dizolvarea parial a uleiului volatil n apa de antrenare se practic, n multe cazuri, o recirculare automat n antrenor a apei separate [1].

c) Antrenarea cu abur sub presiune. Acest procedeu este o variant a antrenrii cu abur direct, cu deosebirea c aburul este introdus n antrenor la o presiune mai mare dect presiunea atmosferic. De obicei nu se depete presiunea de 2,5 atm.

Utilajele nu difer de cele descrise anterior dect prin aceea c antrenorul este prevzut s reziste la presiune; sistemul de prindere a capacului de corpul antrenorului este mai complex, asigurnd o etanare bun sub presiune; antrenorul este prevzut cu supap de siguran i manometru, iar condensatorul este dimensionat astfel nct s permit condensarea unui debit mai mare de vapori.

O problem deosebit care se pune n acest caz este etanarea coului interior de fundul antrenorului, astfel nct aburul s strbat materia prima vegetal i s nu prefere calea de mai mica rezisten dintre co i peretele antrenorului, situaie n care antrenarea uleiului nu mai are loc. De obicei, se creeaz suprafee circulare de sprijin i etanare a coului n interiorul antrenorului; fixarea se realizeaz cu ajutorul unui urub ce strbate capacul antrenorului.

Dei acest procedeu prezint unele avantaje, cum ar fi scurtarea timpului de antrenare, extracia total a uleiului volatil coninut n materia prim vegetal, chiar i a unor compui mai greu antrenabili i economie de energie, aplicarea lui este limitat numai la anumite tipuri de uleiuri, foarte stabile termic, care suport aciunea sever a aburului sub presiune. Este avantajos n cazul unor uleiuri srace n hidrocarburi monoterpenice i compui uor volatili, dar bogate n sesquiterpenoide, cum ar fi uleiurile din lemn, scoara, rdcini i anumite ierburi uscate, deoarece n aceste cazuri, fr s se degradeze compoziia uleiului, se poate scurta mult timpul de antrenare [1].

d) Antrenarea la presiune redus. Procedeul cel mai mult utilizat, are n unele cazuri inconvenientul c, sub aciunea aburului, au loc unele modificri chimice ale uleiului volatil, atunci cnd uleiul este constituit din compui labili termic sau care, n prezena apei i a temperaturii sufer procese de hidroliz. n astfel de cazuri este preferabil antrenarea la presiune redus.

Procedeul este o variant a antrenrii n curent de vapori cu abur indirect, cu diferena c antrenarea se face n sistem nchis, astfel nct s fie posibil crearea unei depresiuni cu ajutorul unei pompe de vid. n ntreg sistemul se realizeaz un vid slab, de ordinul a ctorva sute de mm Hg, care face ca apa din antrenor s fiarb la o temperatur inferioar celei de 100(C. Vidul creat se stabilete n funcie de exigenele pe care le impune materia prim prelucrat. Acest procedeu are urmtoarele avantaje :

economie de energie;

antrenarea este condus fr contact cu aerul, evitndu-se astfel eventualele procese oxidative;

o puritate mai mare a uleiului volatil, prin faptul c unele substane nespecifice, care la presiune normal, avnd un punct de fierbere apropiat de cel al uleiului volatil, puteau fi antrenate mpreun cu acesta (ex. cumarine, furocumarine, flavonozide, etc.), la presiune redus nu mai sunt antrenate;

distilarea integral a unor componeni ai uleiului volatil care la presiune normal sufereau descompuneri pariale sau totale.

Dei ntre procedeele de antrenare a uleiurilor volatile nu sunt diferene mari, totui rezultatele practice care se pot obine n diferite cazuri, reflectate n primul rnd asupra calitii uleiului volatil, sunt evidente.

Prezena apei, a aerului, a temperaturii influeneaz mai mult sau mai puin calitatea acestora prin procese de hidrodifuzie, hidroliz, oxidare, polimerizare i descompunere. Factorii care iniiaz i ntrein aceste procese sunt prezeni ntr-o msur mai mare sau mai mic n toate procedeele de antrenare aplicate.

n procedeele n care antrenarea se face n prezena apei ca surs de vapori are loc o dizolvare a uleiului volatil sau numai a unor componeni cu solubilitate mai mare. Acest proces este favorizat de temperatura nalt la care se gsete apa. Limitarea hidrodifuziei se face prin aplicarea unui procedeu de antrenare cu abur direct i printr-o izolaie termic bun a antrenorului, astfel nct condensarea vaporilor n interiorul antrenorului s fie diminuat la maxim.

Hidroliza afecteaz n primul rnd acele uleiuri volatile bogate n esteri care, n prezena apei i a temperaturii, se scindeaz n acizi i alcooli. Acest proces poate avea loc n cazul procedeelor de antrenare n prezena apei.

n procedeele de antrenare n curent de vapori, cu abur direct i cu abur sub presiune, acest proces este diminuat datorit reducerii timpului de contact al uleiului volatil cu vaporii de ap.

Procesele de oxidare, polimerizare i descompunere sunt favorizate de prezena aerului i de temperatura ridicat a aburului. n general, sunt expuse acestor modificri hidrocarburile nesaturate monoterpenice. O nclzire treptat a materialului vegetal, prin mrirea treptat a debitului de abur sau a presiunii, face ca aceti compui, cu puncte de fierbere mai sczute, s fie antrenai la temperaturi mai joase, nainte de a se produce descompunerea lor prin supranclzire sau oxidare i polimerizare.

Aceste procese chimice distructive pot fi diminuate considerabil prin efectuarea antrenrii la presiune redus.

Sunt cteva cazuri cnd antrenarea uleiului volatil este precedat de un proces fermentativ sau cnd antrenarea se efectueaz dintr-un mediu slab acid, cazuri n care unii componeni ai uleiului volatil sunt generai de ali compui chimici neantrenabili (glicozide, proazulene, etc.) [1].

b. Extracia cu grsimi animale

Utilizarea grsimilor ca mediu de extracie a substanelor odorante din flori este o tehnic folosit exclusiv n parfumerie, bazat pe proprietatea uleiurilor volatile de a fi solubile n grsimi i pe afinitatea pe care o au grsimile fa de mirosuri.

Acest procedeu permite extragerea parfumurilor fr alterarea compoziiei naturale, restituind cel mai fidel mirosul florilor, aplicndu-se n acele cazuri n care substanele odorante sunt foarte sensibile i n cantitate foarte mic, astfel nct antrenarea cu vapori este exclus ca procedeu de extracie. Procedeul se aplic n dou variante:

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Enfleurage - sau absorbie la rece.

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Maceraie - sau extracie la cald.

Enfleurage

Istoric, este probabil prima metod utilizat pentru obinerea aromei din plante. Se utilizeaz pentru petalele foarte delicate ale florilor. Petalele se introduc n grsime ntr-un recipient. Uleiul volatil este trecut din petale n grsime, apoi grsimea se trateaz cu solveni, (exemplu hexan). Solventul este apoi extras prin rectificare i uleiul este redizolvat n alcool. Prin acest proces se obine un absolut.

Este un procedeu costisitor prin care ns se obin uleiuri volatile de cea mai bun calitate. n toate celelalte metode, care folosesc extracia cu solveni, are loc o difuziune direct a solventului n celulele materiei prime din care extrag i alte substane dect uleiul volatil. La enfleurage, solventul alctuit numai din grsimi animale solide, reine doar fraciunile cele mai volatile care se degaj din flori.

Extracia se face cu ajutorul unui amestec format din untura de porc i seu de bovin, n anumite proporii, purificat anterior, numit pomada. De obicei, cantitatea de untur n amestec este de 65 70%, proporia fiind astfel aleas nct punctul de fuziune al amestecului s fie superior temperaturii mediului ambiant. Purificarea pomezii se face cu alaun, pentru coagularea albuminelor care sunt separate n timpul topirii.

Pentru a preveni rncezirea, se adaug n masa topit o cantitate de rin de benzoe sau un alt antioxidant (hidrochinona, acid ascorbic, tocoferol, etc.). Astfel pregtit, pomada poate fi ntins n strat subire pe suprafeele unei buci de sticl prins ntr-o ram de lemn i numit chassis [1].

Sistemul n care se efectueaz extracia uleiului volatil este constituit din aa-numitele asiuri, alctuite dintr-o ram de lemn, nalt de 3-5 cm, care posed un fund de sticl groas. Aceste asiuri aezate unul peste altul, n stive, alctuiesc un sistem de camere n care are loc procesul de extracie propriu-zis. Pe fundul de sticl al asiului, se ntinde un strat de solvent, gros de circa 1 cm, peste care se atern, att ct ncap, petale sau flori proaspete ntregi. asiurile, astfel pregtite, se suprapun cte 25 30 n stiv, alctuind sistemul de camere descris mai sus.

Macerarea florilor are loc n asiurile plasate n camere rcoroase i unde se pstreaz 12 72 ore. Pe msura epuizrii, arjele de flori se nlocuiesc cu material proaspt, operaia repetndu-se de un numr suficient de ori, pentru a asigura o saturare a compusului cu ulei volatil (de 30 50 ori).

n timpul macerrii, fraciunile volatile coninute n petalele florilor, se degaj saturnd spaiul ce le st la dispoziie. Concomitent ns, o parte din aceti compui volatili sunt absorbii de grsimea solid, ceea ce face ca saturarea spaiului s scad. n felul acesta, o nou cantitate de ulei volatil se degaj din flori i procesul continu astfel pn la stabilirea unui echilibru care corespunde unei anumite epuizri a florilor n componentele volatile [1].

Macerarea

Macerarea const n imersarea materialului vegetal n grsimi sau uleiuri nclzite n jur de 50 - 70(C. Amestecul de grsimi folosit este alctuit din 40 50% untur de porc i 60 50% seu de bovin. Materialul vegetal este inut n amestecul de grsimi 1 2 ore, dup care este ndeprtat i nlocuit cu o cantitate proaspt.

Macerarea se poate efectua i n ulei de vaselin, dar cantitatea de material extras, raportat la cantitatea de ulei, este de numai 2 :1 datorit puterii absorbante mult mai mic a acestuia.

Operaiunea de extracie se repet de 10 15 ori, pn cnd extracia devine incomplet datorit saturrii grsimii cu odorant.

Florile epuizate din pomad sau ulei se ndeprteaz, prin filtrare la cald sau centrifugare. Grsimea reinut de plant se recupereaz prin presare. Recuperarea odorantelor din pomad de macerare, se face prin extracie cu alcool [1].

c. Extracia cu solveni organici

Extracia cu solveni organici se aplic n special pentru obinerea acelor odorante naturale care sunt uor alterabile sub influena temperaturii i care, deci, nu pot fi obinute prin procedee bazate pe antrenarea cu vapori.

Operaiunea const n epuizarea materiei prime vegetale cu un solvent i apoi izolarea principiilor odorante sau aromatice prin evaporarea solventului prin distilare.

Din punctul de vedere al materiei prime supuse extraciei cu solveni, se disting trei categorii de extracte :

Materii prime vegetale proaspete, n general flori, care dau prin extracie uleiuri concrete (concrete);

Materii prime vegetale deshidratate, rini, balsamuri, gumirezine, oleogumirezine i produse de origine animal, din care se obin extracte numite rezinoide (oleorezine);

Concretele, rezinoidele, pomadele de enfleurage sau maceraie, produsele de origine animal, supuse extraciei cu alcool etilic, dau extracte numite uleiuri absolute (absolute), n cazul concretelor i rezinoidelor; concrete de pomada, n cazul produselor de extracie cu grsimi i tincturi n ultimul caz.

Obinerea concretelor

n acest caz, sunt supuse extraciei materii prime vegetale n stare proaspt, ale cror principii odorante sau aromatice sufer modificri n cursul operaiunii de deshidratare, ca urmare a unor procese enzimatice sau oxidative sau pierd parial sau total aceste principii prin evaporare. Instabilitatea chimic a acestora determin prelucrarea lor n cel mai scurt timp dup recoltare. n general, din aceast categorie fac parte florile, care au un mare coninut de ap (80 90%) i un foarte mic coninut de componente odorante.

Solvenii folosii trebuie s fie hidrofobi, s aibe o putere mare de difuzie prin materiale umede, s fie selectivi pentru principiile odorante, ineri din punct de vedere chimic fa de acestea i fa de materialul din care este construit aparatura, s fie suficient de puri i lipsii de toxicitate. Practic, nu exist nici un solvent care s ndeplineasc aceste condiii la un nivel de maxim exigen. Cei mai apropiai de aceste cerine sunt urmtorii: eterul de petrol, benzenul i ntr-o msur mai mic toluenul, dicloretanul i tricloretilena.

Extractoarele utilizate n mod curent sunt de doua tipuri:

extractoare statice, n care materialul vegetal este imobil, imersat n solvent, de asemeni staionar sau cu recirculare exterioar;

extractoare mobile (rotative), n care materialul vegetal este ncrcat ntr-un tambur rotativ, venind permanent n contact cu o cantitate de solvent

Extractoarele se grupeaz n baterii, soluia mbogindu-se n substane extrase pe msur ce circul din extractor n extractor.

Soluia de extracie, combinat cu soluiile de splare, se cumuleaz ntr-un decantor, pentru separarea fazei apoase, dup care se filtreaz i se concentreaz. Concentrarea se realizeaz prin distilare. nclzirea se realizeaz prin manta sau serpentina interioar, cu sau fr abur de joas presiune, n funcie de natura solventului. Urmele de solvent reinute de extract se ndeprteaz prin adugarea unei cantiti mici de alcool absolut la sfritul distilrii, care distilnd va antrena i aceste urme.

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Obinerea rezinoidelor

Rezinoidele sau oleorezinele se obin din materii prime vegetale sau animale fr ap, sau cu un coninut redus de ap, la nivelul umiditii atmosferice. Sunt incluse n aceast categorie rdcinile, rizomii, lemnul, frunzele uscate, fructele, seminele, lichenii, rinile, balsamurile, gumirezinele.

Extracia se efectueaz la rece sau la cald. n afara solvenilor utilizai pentru obinerea concretelor, se pot folosi i solveni miscibili cu apa, cum ar fi alcoolul etilic i acetona.

Extractoarele sunt prevzute cu manta de nclzire cu abur, agitator i refrigerent de reflux.

Extractoarele cu filtre sunt utilizate pentru rini, balsamuri, gumirezine i materiale pulverizate. Agitarea materialului vegetal se realizeaz cu ajutorul unui turbo-agitator montat la fundul extractorului. Separarea soluiei extractive de epuizatul solid se realizeaz cu un filtru flotant, racordat coaxial la o pompa aspiratoare. Epuizatul este ndeprtat din extractor la partea inferioar a acestuia, cu ajutorul unui curent de abur ascendent.

Cnd extracia se execut la rece, se folosete o aparatur la fel ca la obinerea concretelor [1].

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Obinerea absolutelor, concretelor de pomada i a tincturilor

Solvenii hidrocarbonai extrag din materialul vegetal i alte substane dect compuii odorani sau aromatici. n cea mai mare parte ele sunt grsimi, parafine, ceruri i rini. Unele dintre ele au rol fixator asupra componentelor volatile, altele reprezint un balast cu aciune negativ asupra componentelor utile datorit iniierii unor procese oxidative n timp.

Extracia cu alcool se efectueaz fie la cald (40 60(C), fie la temperatura ambiant. Se extrag la cald, n general, concretele sau rezinoidele dure sau acelea asupra crora nu pot avea loc procese alcoolitice. Produsele cu un coninut mare de aldehide se extrag la rece, deoarece acestea se transform uor n acetali.

Extracia se efectueaz n malaxoare. Agitarea se realizeaz cu ajutorul unui arbore vertical cu palei orizontali, diametrali opui i cu nclinare n sens invers.

Se procedeaz n general, la trei extracii succesive cu cantiti descresctoare de alcool.

Extractele alcoolice sunt filtrate i pstrate cteva ore la temperaturi de -15(C pentru precipitarea cerurilor, dup care sunt din nou filtrate la rece. Concentrarea extractului se face prin distilare, la nceput la presiune atmosferic, i ctre sfrit, sub vid.

Prepararea tincturilor este un procedeu simplu, care nu necesit aparatur special. Sub form de tincturi se folosesc odorantele de origine animal i puine produse vegetale.

Tincturile se prepar prin macerare sau prin percolare, utiliznd ca solvent alcoolul. Se folosesc vase din sticl sau emailate, de capacitate mic, agitate frecvent manual sau mecanic. Soluia se filtreaz pentru ndeprtarea reziduului, care se reextrage cu o nou cantitate de solvent. Soluiile se reunesc i se las n repaus timp ndelungat, pentru maturare sau nvechire, specific fiecrui caz n parte. Dup maturare se refiltreaz i se completeaz cu alcool pn la concentraia prescris.

n timpul maturrii au loc procese de maxim importan pentru calitatea mirosului: hidroliz, alcooliz, esterificare, acetalizare, scindri, oxigenri etc. [1].

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Extracia cu solveni.

Aceasta metod a fost aplicat pentru prima dat de Robiquet, n 1835. (J.Pharm. 21 (1835), 335. Buchner Repert. f.d. Pharm. 54(1835), 249. Pharm. Zentralbl. (1835), 553.) n ciuda avantajelor evidente ale procesului de extracie a uleiurilor volatile cu ajutorul solvenilor, nu se poate nlocui n ntregime distilarea cu aburi, care rmne principala metod de izolare a uleiurilor eseniale. Distilarea cu aburi, n majoritatea cazurilor, este un proces simplu: prin angajarea distilrii la foc portabil, distilarea poate fi fcut n cele mai primitive pri ale lumii, pe cnd extracia cu solveni necesit instalaii complicate i costisitoare, i muncitori bine pregtii.

Este bine de menionat faptul c, n aromoterapia francez modern, orientat medicinal, este interzis utilizarea uleiurilor extrase cu solveni, datorit posibilelor reziduuri din solvenii utilizai la extracie, care sunt contraindicai pentru utilizarea oral.

Surse franceze declar c au gsit n trecut reziduuri 6% din cantitatea utilizat, i uneori chiar 25% din solvenii utilizai. Ei au citat lucrarea lui Y.R.Naves (Editions Masson) artnd toxicitatea mare a solvenilor, toi afectnd sistemul nervos central: Technologie et chimie des parfums naturels Y.R.Naves-Ed.Masson, 1974.

Nu trebuie uitat nici faptul c, extracia cu solveni va crea alt ulei esenial dect cel obinut prin distilare cu aburi, i vor avea i alte proprieti diferite [1].

d. Extracia cu gaze lichefiate

Gazele comprimate, n stare lichid sau supercritic sunt considerate de mai mult vreme ca poteniali solveni pentru odorante i arome din produse vegetale. Avantajele oferite de gazele lichefiate sunt urmtoarele: consum termic redus, posibilitatea excluderii contactului cu oxigenul, inexistena problemelor derivate din prezena reziduurilor de solveni n extract i utilizarea unor gaze netoxice (CO2, freoni, azot, gaze inerte etc.).

Rezultatele cele mai bune s-au obinut cu butan i cu dioxid de carbon. Butanul se folosete cu succes pentru extragerea odorantelor din flori, sub numele de procedeu butaflor, fiind aplicat n Frana de mai muli ani. Butanul este foarte selectiv, prin evaporare progresiv permind separarea unei fraciuni parafinice; extractele obinute din unele flori sunt calitativ mai bune i mai puin colorate dect cele obinute cu solveni organici; au un coninut mai mic de ceruri i componeni grei.

Metoda extraciei cu CO2 este o metoda relativ nou de extracie a uleiurilor eseniale, particular pentru industria alimentar. Proprietile terapeutice ale acestor uleiuri sunt nc cercetate.

Extracia cu dioxid de carbon, datorit nepolaritii sale, face ca zaharurile i srurile minerale s nu fie extrase din sucurile de fructe. Puterea de solvatare crete prin comprimarea gazelor prin creterea presiunii dar i a temperaturii la valori superioare celei critice.

O cretere a puterii de solvatare are drept consecin nu numai creterea solubilitii unui anume component, ci i creterea numrului de componeni solubilizai, deci diminuarea caracterului selectiv al operaiunii de extracie.

Ciclul de operaii realizate ntr-un proces de extracie cu un gaz lichefiat este constituit din patru faze:

1. Comprimarea gazului;

2. Extracia propriu-zis;

3. Destinderea;

4. Separarea extractului.

Exist posibilitatea realizrii unei extracii fracionate dac se procedeaz crescnd adecvat, n faze succesive, valorile presiunii i temperaturii, conferind astfel solventului putere de dizolvare diferit n diferite condiii adoptate.

e. Extracia prin presare

Acest procedeu de obinere a uleiurilor volatile se aplic n puine cazuri, la acele plante sau pri din plante n care uleiul volatil se gsete n cantitate mare, acumulat n glande secretoare dispuse superficial. Industrial se aplic pentru obinerea uleiurilor volatile din fructe citrice (lmi, portocale, bergamot etc.).

Procedeul const n presarea mecanic, cu diferite dispozitive, a cojilor fructelor, dup ndeprtarea sucului. mpreun cu uleiul volatil, sunt eliminate din coaja i alte substane: mucilagii, pectine, proteine, colorani liposolubili, ap etc. Uleiul volatil se separ prin decantare i se filtreaz.

O alt cale este filtrarea centrifugal, aplicat asupra cojilor tocate, urmat de decantarea i filtrarea uleiului volatil.

Exist procedee prin care uleiul volatil este extras din fructul ntreg cu ajutorul unui dispozitiv prevzut cu numeroase ace care practic nepturi superficiale n coaja fructului, concomitent cu trecerea lui sub un jet de ap.

Uleiurile volatile obinute pe aceasta cale au caliti superioare celor similare, obinute prin antrenare cu vapori de ap, deoarece sunt eliminai factorii care produc degradri asupra lor [1].

f. Adsorbia pe un material adsorbant

Enfleurage-ul pe pulberi este un procedeu utilizat de mult vreme pentru fabricarea pudrelor de toalet. Aceast tehnic a inspirat procedeul de extracie a odorantelor din flori prin adsorbia lor pe un suport cu o mare capacitate de adsorbie cum ar fi: crbunele activ, gelul de silice i alumina.

Procedeul prezint unele avantaje fa de extracia pe grsimi sau cu solveni. n primul rnd, datorit faptului c materia prim natural nu vine n contact cu adsorbantul, continu s supravieuiasc pe tot timpul extraciei, procesele biochimice de producere a substanelor odorante continund o vreme, ceea ce se reflect ntr-un randament mai mare dect n celelalte procedee extractive. n plus, procedeul nu presupune o climatizare a spaiilor de extracie, aa cum necesit extracia pe grsimi; este posibil o mecanizare a extraciei; adsorbantul se poate regenera i se realizeaz economii nsemnate de solveni. Singurul inconvenient pe care l prezint acest procedeu este acela c constituenii cu volatiliti sczute, din compoziia natural, i care contribuie din punct de vedere olfactiv la ansamblul mirosului natural nu sunt extrai, fapt care determin asocierea extraciei cu solveni i a adsorbiei. Cele dou extracte sunt reunite, rednd astfel ansamblul natural.

Instalaia const din camere n care sunt depozitate florile pe rame suprapuse i distanate, care ocup tot spaiul ncperilor. n plafonul acestor ncperi sunt dispuse coloane umplute cu adsorbant. Pe la partea inferioar se insufl aer, cu ajutorul unor suflante, aer care n prealabil parcurge o coloana de umidificare i un filtru.

Adsorbia se face pe crbune din lemn de mesteacn, dispus n coloane n straturi de 25 30 cm.

Desorbia se realizeaz prin extracia cu eter de petrol a adsorbantului saturat eluat cu solventul ntr-o coloan. Florile descrcate de pe rame sunt extrase cu eter de petrol i apoi cu alcool pentru obinerea absolutului. Acest absolut se combin cu extractul de la adsorbia dinamic, dup evaporarea solventului. Randamentul de extracie este de 3 4 ori mai mare dect n cazul absolutelor obinute prin extracie direct cu solveni.

Alte variante ale procedeului, cum ar fi extracia la presiune redus sau la suprapresiune cu gaze inerte (hidrogen, azot, dioxid de carbon etc.) i izolarea parfumului prin antrenare cu vapori de ap a adsorbantului, s-au dovedit mai puin eficiente [1].

g. Procedee specifice de obinere a aromelor din sucuri de fructe

Separarea unei arome din mediul sau natural este o problem dificil, deoarece aceasta trebuie izolat sau concentrat cu un minim de pierderi, de modificri de compoziie i fr introducerea unor impuriti. Toate operaiunile inadecvate se traduc prin degradarea compoziiei naturale.

Sucurile fructelor se caracterizeaz printr-un coninut mare de ap (pn la 95%) plus zaharuri, proteine, lipide, sruri minerale, acizi organici, vitamine i mici cantiti de principii aromatice, de ordinul a ctorva pri pe milion. Prin natura lor, aceste arome parial liposolubile, parial hidrosolubile, nu se pot obine prin metoda general de extracie cu ajutorul grsimilor sau solvenilor, nici prin antrenare cu vapori de ap.

Tehnicile aplicate industrial pentru obinerea aromelor din sucuri de fructe se bazeaz, n principiu, pe concentrarea pe diferite ci a acestora, prin eliminarea celei mai mari pari din coninutul de ap i pe extracia aromei din concentrat. De cele mai multe ori se prefer obinerea numai a concentratelor aromatice, mai uor de pstrat i vehiculat.

Concentrarea sucurilor prin distilare, numit concentrare cu recuperare de arome, este procedeul cel mai des utilizat la scar industrial. Pentru a proteja o aroma, o instalaie de concentrare trebuie s rspund urmtoarelor exigente: diminuarea temperaturii de nclzire; diminuarea timpului de staionare a sucului n instalaia de distilare; condensarea optim a componentelor volatile din aroma. n acest sens, se practic distilarea sub vid avansat n instalaii de distilare n film ascendent sau descendent, care permit evaporarea aproape instantanee a unei mari cantiti de ap. Distilarea se efectueaz n atmosfer inert, pentru a preveni procesele oxidative.

Crioconcentrarea const n nghearea sucului i separarea mecanic a cristalelor de ghea.

Concentrarea n cmp electromagnetic, este un procedeu de evaporare a apei la temperatura ambiant, ntr-o instalaie extrem de simpl [1]. Metode mecanice de obinere a uleiurilor volatile

Aceste metode se aplic, n special, pentru obinerea uleiurilor coninute n pericarpul citricelor. Se cunosc mai multe variante ale acestei metode:

Prin stoarcere, care este metoda cea mai primitiv. Fructele proaspete, tiate n dou sau trei pri, se cur de miez. Coaja rmas se stoarce deasupra unui vas n care se gsete un burete. Pe msura mbibrii buretelui, acesta se stoarce ntr-un vas colector. Odat cu uleiul volatil trece, la stoarcere, i o parte din sucul celular. Dup colectare se las s se separe lichidul apos i apoi se decanteaz uleiul.

Prin radere. Se rzuiete suprafaa fructului cu o rztoare cu ace sau se rotesc una sau dou fructe ntr-o plnie cu epi, sau ntr-un vas cilindric al crui fund este acoperit cu epi scuri i dispui n cercuri concentrice. epii trebuie astfel dimensionai nct s perforeze numai glandele cu ulei, deoarece ptrunznd prea adnc n pericarpul fructului mresc cantitatea de lichid celular, ceea ce va scdea calitatea uleiului volatil.

Prin presare. n acest scop se folosesc presele de mn, nec-presele i presele hidraulice. Ultimul procedeu d randamentele cele mai mari ns calitatea cea mai bun o furnizeaz procedeul manual.

Formarea artefactelor n timpul obinerii uleiurilor volatile.

Cercetri sistematice ntreprinse n anii din urm prin folosirea extraciei n condiii blnde, cu solveni nepolari i separare pe coloan de silicagel, urmat de analiza cromatografic a fiecrei fraciuni, au condus la o serie de observaii deosebit de importante. Corobornd aceste observaii cu constatri mai vechi, se tie astzi c o serie de componente genuine, existente n plantele supuse hidrodistilrii, sunt transformate conducnd la apariia n uleiurile respective, a unor artefacte.

Acesta este motivul pentru care din aceeai plant, se pot obine n laboratoare diferite, sau folosind utilaje cu caracteristici diferite, uleiuri volatile cu caliti inferioare sau, dimpotriv, cu astfel de caliti mbuntite, ca urmare a apariiei artefactelor. Dac din punct de vedere comercial i chiar terapeutic astfel de fenomene nu au prea mare nsemntate, n schimb pentru cercetrile de fiziologie sau biochimie vegetal artefactele falsific rezultatele.

nc din 1946, Y. R. Naves stabilise c n plantele aromatice se gsesc numai antipozii optici ai unor terpene, iar apariia racemicilor constituie de fapt artefacte. n soluii apoase unii carbocationi terpenici stabili pot conduce la apariia unui mare numr de derivai terpenici, inexisteni n materialul vegetal. n mod asemntor, o serie de aldehide sau cetone se scindeaz, n timpul hidrodistilrii, n metilcetone.

Formarea artefactelor datorit regimului termic la care sunt supuse componentele uleiului volatil, n timpul hidrodistilrii, a reieit atunci cnd au fost supuse analizei gaz-cromatografice uleiurile volatile obinute n mod obinuit, comparativ cu uleiurile de extracie.

i n timpul conservrii uleiurilor volatile se petrec procese de degradare cu apariia unor constitueni noi. n afara unor procese de polimerizare, uleiurile volatile mai sufer i o reacie de terpenizare aa cum s-a mai amintit [1].

Prelucrarea uleiului volatil n stare finit

Uleiul volatil adunat n colectoare se trimite n vasele de decantare unde staioneaz un timp variabil ce depinde de caracterele uleiului i dispersia impuritilor. De obicei se folosesc baterii de decantare.

Dup decantare, uleiul se deshidrateaz cu sulfat de sodiu anhidru, uneori cu clorur de sodiu calcinat. Filtrarea uleiului deshidratat se face prin filtru plisat de hrtie, n plnii de sticl, nu prea mari. Pentru cantiti mai mari, se folosesc nuce filtrante sau filtre pres.

Din sulfatul de sodiu anhidru folosit la deshidratare ca i din filtrele folosite se recupereaz uleiul prin antrenarea lor cu vapori de ap, sau prin introducerea n blazele de antrenare, odat cu planta.

Toate operaiile de purificare i recuperare se efectueaz n laborator, n aparatura de sticl, de capacitate redus i ferite de aciunea duntoare a unor ageni fizico-chimici (oxidani, metale grele etc).

Pentru obinerea unor uleiuri volatile de calitate superioar, prin ndeprtarea fraciunilor care descalific produsul, se folosete distilarea fracionat. Se ndeprteaz astfel acei componeni care confer miros neplcut, ca aminele sau furfuralul i unii compui iritani, constituii n special din aldehide.

Prezena unor cantiti mari de hidrocarburi mprumut uleiului volatil miros de terebentin, iar dac sunt i nesaturai provoac o mare instabilitate produsului.

6.3. Fluxul tehnologic

6.4. Graficul timpului de lucru

6.5. Antrenarea

Antrenarea cu vapori de ap

Majoritatea uleiurilor volatile, produse la scar industrial, se obin prin antrenarea cu vapori de ap. Aceast proprietate a uleiurilor volatile a fost cunoscut i aplicat nc n urm cu milenii.

Fenomenul fizic care are loc este bazat pe legea aditivitii presiunilor de vapori ale componentelor unui amestec, conform cruia amestecul fierbe la temperatura la care suma presiunilor pariale ale componentelor ajunge s fie egal cu presiunea atmosferic. Toate substanele componente ale unui ulei volatil au puncte de fierbere superioare celui al apei, dar au o volatilitate ridicat la temperaturi inferioare temperaturii de fierbere, fapt care face ca ele s fie antrenate foarte uor de vaporii de ap la temperatura de fierbere a acesteia. Insolubilitatea lor n ap i densitatea diferit a apei faciliteaz separarea lor.

Din punct de vedere fizic, antrenarea uleiului volatil este precedat de difuzia lui din celulele vegetale ce l conin. Acest proces dureaz mai mult sau mai puin, n funcie de natura materiei prime, influennd n final timpul necesar antrenrii. Mai uor difuzeaz din plante verzi dect din cele uscate, sau din flori dect din rdcini, semine sau lemn. n scopul uurrii acestui proces, materiile prime sunt n primul rnd tocate, zdrobite sau mcinate. Timpul necesar antrenrii uleiului volatil este determinat i de debitul de vapori, fiind invers proporional cu acesta.

n general, plantele aromatice sunt supuse prelucrrii n stare proaspt, uscarea ducnd la o pierdere parial a uleiului volatil prin evaporare. n plus, au loc procese fermentative care influeneaz negativ calitatea uleiului.

Sunt materii prime vegetale, cum ar fi seminele, unele fructe, rdcinile etc., cu un coninut sczut n ap, care se pot conserva un timp ndelungat nainte de prelucrare, fr ca uleiul volatil s sufere modificri cantitative sau calitative.

n unele cazuri cum ar fi rizomii de iris, nsei procesele enzimatice care au loc n timpul pstrrii conduc la formarea uleiului volatil prin eliberarea componentelor odorante din alte combinaii chimice [1].

Antrenarea cu vapori se practic n patru variante diferite :

a) antrenarea la foc direct;

b) antrenarea n curent de vapori;c) antrenarea cu abur sub presiune;d) antrenarea la presiune redusa.Antrenarea la foc direct. Acest procedeu este cel mai vechi, dar continu s fie practicat n unele ri, coexistnd cu procedeele moderne i oferind n anumite cazuri unele avantaje.

Instalaia se compune dintr-un recipient metalic cu o capacitate sub 1000 l, aezat deasupra unei vetre. Cazanul este acoperit cu un capac curbat, care face corp comun cu conducta de evacuare a vaporilor, numit gt de lebd, avnd o seciune din ce n ce mai mic pe msur ce se ndeprteaz de capac. Uneori capacul se racordeaz cu gtul de lebd printr-o flan, constituind dou componente distincte. Gtul de lebd se continu cu un condensator format dintr-o serpentin, rcit n exterior cu ap. Condensul este colectat ntr-un vas separator, numit vas florentin, de diferite construcii.

Materialul vegetal se introduce n cazan i se acoper cu ap. Se monteaz capacul i se ncepe nclzirea. nclzirea se face cu lemne sau cu deeurile vegetale, uscate n prealabil, rezultate din arje anterioare. Vaporii de ap rezultai din fierberea apei iniial introdus n cazan antreneaz uleiul volatil, parcurgnd gtul de lebd i sunt condensai n serpentin de ctre apa rece care circul n exterior. Condensul se acumuleaz n vasul florentin. Uleiul volatil, de obicei mai uor dect apa se separ n stratul superior, de unde se colecteaz printr-un tub lateral. n vas este meninut permanent un nivel constant de lichid, excesul de ap condensat fiind evacuat pe la baza vasului printr-un tub lateral, curbat la nivelul tubului de golire a uleiului volatil. n timpul antrenrii, tubul de golire a uleiului este nchis. n cazul n care uleiul este mai greu dect apa, se nchide tubul curbat, iar apa de condensare se elimin continuu prin tubul de la partea superioar a vasului.

De obicei, apa rezultat din condensare, coninnd cantiti mai mari sau mai mici de ulei dizolvat, se adaug la o noua arj n cazan. Aceast practica se numete cohobatie.

Acest sistem de antrenare are urmtoarele inconveniente :

ncrcarea materiei prime i descrcarea epuizatului se face manual i cere mult timp;

contactul direct al materialului vegetal cu pereii supranclzii ai recipientului, determina degradri pariale ale uleiului volatil;

pierderi de vapori pe la jonciunea capacului cu cazanul;

timp ndelungat necesar aducerii apei la temperatura de fierbere;

depuneri calcaroase pe peretele cazanului, care reduce coeficientul de transfer termic.

Sunt cazuri n care parial aceste inconveniente au fost nlturate prin unele perfecionri aduse sistemului tradiional. Astfel, pentru uurarea operaiunilor de ncrcare i descrcare, materialul vegetal se ncrca n couri metalice perforate, manevrate cu ajutorul unui scripete; pentru a reduce contactul materialului vegetal cu prile supranclzite ale cazanului se introduce un fund perforat n interiorul acestuia, pentru susinerea ncrcturii.

In cazul n care se executa antrenarea unor uleiuri sensibile, provenind de obicei din flori, materialul vegetal se ncrca ntr-o coloana, care se interpune ntre capac i gatul de lebd, fiind astfel traversata numai de vaporii generai n cazan. Se execut n felul acesta o antrenare cu vapori la presiune normal, fr contact cu apa n fierbere.

Antrenarea n curent de vapori. Acest procedeu se deosebete de cel tradiional n primul rnd prin faptul c agentul termic este aburul generat ntr-o instalaie anexa. n felul cesta, nclzirea antrenorului este uniforma, degradarea uleiului volatil prin contactul plantei cu pereii supranclzii este eliminata, iar debitul de vapori poate fi dirijat. Acest tip de instalaii sunt de mare capacitate, permind ncrcaturi cu materie prim de cteva tone.

Materialul vegetal este inut n partea superioara a antrenorului fie prin ncrcarea lui peste un fund perforat introdus n antrenor, fie prin introducerea n antrenor a unui cos metalic perforat ncrcat cu produs vegetal.

Antrenarea n curent de vapori se poate efectua n doua moduri diferite, cu abur direct sau cu abur indirect.

In cazul n care se face cu abur direct, antrenorul este prevzut n interior, la partea inferioar, ntre cele doua funduri, cu o eava spiralat i perforata pentru distribuia aburului.

Antrenoarele nclzite cu abur indirect sunt prevzute cu perei dubli (manta) printre care circula aburul. n antrenor se ncrca o cantitate stabilita de ap i materialul vegetal susinut fr contact cu apa printr-unul din sistemele menionate. Aburul, circulnd prin mantaua antrenorului, nclzete apa aducnd-o n stare de fierbere. Materialul vegetal este strbtut de vaporii de ap generai n antrenor.

Ambele moduri sunt mult folosite, existnd unele preferine pentru cel cu nclzire indirecta, n care caz, dei timpul de antrenare este ceva mai mare, se realizeaz o nclzire treptata a materialului vegetal i deci o menajare a uleiului volatil.

Sistemele de prindere ale capacului de corpul antrenorului sunt diferite, n cele mai multe cazuri cu flane, astfel concepute nct sa permit o foarte buna etanare i o nchidere i deschidere cat mai simpla.

Condensatorul este fie de tip tradiional (serpentina), fie cu fascicol de evi.

Vasul separator este de construcie similara vasului florentin sau cu anumite modificri care sa permit o mai buna separare a uleiului volatil. Modificrile aduse urmresc o mai ndelungat staionare a condensului n vasul separator, pentru a mbunti separarea.

Pentru a nltura pierderile cauzate de dizolvarea pariala a uleiului volatil n ap de antrenare se practica, n multe cazuri, o recirculare automata n antrenor a apei separate.

Antrenarea cu abur sub presiune. Acest procedeu este o varianta a antrenrii cu abur direct, cu deosebirea ca aburul este introdus n antrenor la o presiune mai mare dect presiunea atmosferica. De obicei nu se depete presiunea de 2,5 atm.

Utilajele nu difer de cele descrise anterior dect prin aceea ca antrenorul este prevzut sa reziste la presiune; sistemul de prindere a capacului de corpul antrenorului este mai complex, asigurnd o etanare bun sub presiune; antrenorul este prevzut cu supapa de sigurana i manometru, iar condensatorul este dimensionat astfel nct sa permit condensarea unui debit mai mare de vapori.

O problema deosebita care se pune n acest caz este etanarea coului interior de fundul antrenorului, astfel nct aburul sa strbat materia prim vegetala i sa nu prefere calea de mai mica rezistenta dintre cos i peretele antrenorului, situaie n care antrenarea uleiului nu mai are loc. De obicei, se creeaz suprafee circulare de sprijin i etanare a coului n interiorul antrenorului; fixarea se realizeaz cu ajutorul unui urub ce strbate capacul antrenorului.

Dei acest procedeu prezint unele avantaje, cum ar fi scurtarea timpului de antrenare, extracia totala a uleiului volatil coninut n materia prima vegetala, chiar i a unor compui mai greu antrenabili i economie de energie, aplicarea lui este limitata numai la anumite tipuri de uleiuri, foarte stabile termic, care suport aciunea severa a aburului sub presiune. Este avantajos n cazul unor uleiuri srace n hidrocarburi monoterpenice i compui uor volatili, dar bogate n sesquiterpenoide, cum ar fi uleiurile din lemn, scoar, rdcini i anumite ierburi uscate, cci n aceste cazuri, fr s se degradeze compoziia uleiului, se poate scurta mult timpul de antrenare [1].

Antrenarea la presiune redus. Antrenarea n curent de vapori, procedeul cel mai mult utilizat, are n unele cazuri incovenientul c, sub aciunea aburului, au loc unele modificri chimice ale uleiului volatil, atunci cnd uleiul este constituit din compui labili termic sau care, n prezenta apei i a temperaturii sufer procese de hidroliz. n astfel de cazuri este preferabil antrenarea la presiune redusa.

Procedeul este o variant a antrenrii n curent de vapori cu abur indirect, cu diferena ca antrenarea se face n sistem nchis, astfel nct sa fie posibila crearea unei depresiuni cu ajutorul unei pompe de vid. n ntreg sistemul se realizeaz un vid slab, de ordinul a ctorva sute de mm Hg, care face ca apa din antrenor sa fiarb la o temperatura inferioara celei de 100(C. Vidul creat se stabilete n funcie de exigentele pe care le impune materia prima prelucrata. Acest procedeu are urmtoarele avantaje:

economie de energie;

antrenarea este condusa fr contact cu aerul, evitndu-se astfel eventualele procese oxidative;

o puritate mai mare a uleiului volatil, prin faptul ca unele substane nespecifice, care la presiune normala, avnd un punct de fierbere apropiat de cel al uleiului volatil, puteau fi antrenate mpreun cu acesta (ex. cumarine, furocumarine, flavonozide, etc.), la presiune redusa nu mai sunt antrenate;

distilarea integrala a unor componeni ai uleiului volatil care la presiune normala sufereau descompuneri pariale sau totale.

Dei ntre procedeele de antrenare a uleiurilor volatile nu sunt diferene mari, totui rezultatele practice care se pot obine n diferite cazuri, reflectate n primul rnd asupra calitii uleiului volatil, sunt evidente.

Prezena apei, a aerului, a temperaturii influeneaz mai mult sau mai puin calitatea acestora prin procese de hidrodifuzie, hidroliza, oxidare, polimerizare i descompunere. Factorii care iniiaz i ntrein aceste procese sunt prezeni ntr-o msur mai mare sau mai mica n toate procedeele de antrenare aplicate.

In procedeele n care antrenarea se face n prezenta apei ca sursa de vapori are loc o dizolvare a uleiului volatil sau numai a unor componeni cu solubilitate mai mare. Acest proces este favorizat de temperatura nalt la care se gsete apa. Limitarea hidrodifuziei se face prin aplicarea unui procedeu de antrenare cu abur direct i printr-o izolaie termic bun a antrenorului, astfel nct condensarea vaporilor n interiorul antrenorului sa fie diminuata la maxim.

Hidroliza afecteaz n primul rnd acele uleiuri volatile bogate n esteri care, n prezenta apei i a temperaturii, se scindeaz n acizi i alcooli. Acest proces poate avea loc n cazul procedeelor de antrenare n prezenta apei.

In procedeele de antrenare n curent de vapori, cu abur direct i cu abur sub presiune, acest proces este diminuat datorita reducerii timpului de contact al uleiului volatil cu vaporii de apa.

Procesele de oxidare, polimerizare i descompunere sunt favorizate de prezenta aerului i de temperatura ridicata a aburului. n general, sunt expuse acestor modificri hidrocarburile nesaturate monoterpenice. O nclzire treptata a materialului vegetal, prin mrirea treptata a debitului de abur sau a presiunii, face ca aceti compui, cu puncte de fierbere mai sczute, sa fie antrenai la temperaturi mai joase, nainte de a se produce descompunerea lor prin supranclzire sau oxidare i polimerizare.

Aceste procese chimice distructive pot fi diminuate considerabil prin efectuarea antrenrii la presiune redusa.

Sunt cteva cazuri cnd antrenarea uleiului volatil este precedat de un proces fermentativ sau cnd antrenarea se efectueaz dintr-un mediu slab acid, cazuri n care unii componeni ai uleiului volatil sunt generai de ali compui chimici neantrenabili (glicozide, proazulene, etc.).

Antrenarea cu vapori de ap este cea mai obinuit tehnica de extragere a uleiului volatil din materialul vegetal. Se poate folosi aburi sau ap i aburi (vapori de apa). Distilarea se folosete pentru a trece aburii (si apa)prin materialul plantei. Temperaturile si / sau presiunile sunt diferite de la o planta la alta, i difer intervalul de timp. Dup condensare, uleiurile se separa de apa. Unele din aceste ape sunt salvate i reutilizate. Acesta este hidrosolul sau hidrolat (ex. ap de trandafiri). Cldura i apa schimba unele componente ale uleiurilor volatile [1].

6.6. Bilanul de materiale

1. Antrenare

Tabelul 2

Nr crtMateriale intrateCantitate (kg)Materiale ieiteCantitate (kg)

1Scorioar mcinat200Distilat + ulei volatil608,2

2Ap 800Blaz 391,8

Total1000Total1000

2. Separare

Tabelul 3


1Distilat + ulei volatil608,2Ap607,8

2Ulei volatil0,4

Total608,2Total608,2

3. Uscare

Tabelul 4


1Ulei volatil0,4Ulei volatil + CaCl20,402

2CaCl20,002


2. Filtrare

Tabelul 5


1Ulei volatil +CaCl20,402Ulei volatil0,39

2CaCl2 + ulei volatil + ap0,012


6.7. Norme de tehnica securitii, prevenirea i stingerea incendiilor

Pericolele de accidentare i mbolnviri profesionale (riscuri) specifice laboratoarelor de chimie sunt generate n principal de reactivii i aparatura utilizat, precum i de incompatibilitatea dintre diverse substane.

Reactivii

Prin reactivi nelegem totalitatea substanelor care se utilizeaz n laboratoarele de chimie alimentar. Numrul acestora este foarte mare i n continu cretere, odat cu progresele rapide nregistrate de industria chimic alimentar. n cele mai multe cazuri, reactivii sunt substane ale cror proprieti sunt cunoscute, dar n laboratoarele de chimie alimentar, n special n cele destinate cercetrii, se manipuleaz deseori i substane noi, uneori complet necunoscute.

Din punctul de vedere al securitii muncii, respectiv al pericolului principal pe care l reprezint, reactivii se pot clasifica astfel:

reactivi toxici;

reactivi caustici;

reactivi inflamabili;

reactivi explozivi;

reactivi radioactivi.

A ) Reactivi toxici

Reactivii toxici sunt acele substane care, ptrunznd n organism, au o aciune duntoare, tulburnd funciunile acestuia i provocnd intoxicaii. n funcie de concentraia substanei ptruns n organism, reactivii utilizai n laboratoarele de chimie, pot provoca intoxicaii acute sau cronice.

Intoxicaiile acute (accidente de munc) se pot produce atunci cnd reactivii toxici ptrund n organism n cantitate mai mare i ntr-un interval scurt de timp i se caracterizeaz prin tulburri interne i imediate ale organismului. Intoxicaiile cronice se datoresc ptrunderii n organism a unor cantiti relativ mici de reactivi toxici, dar intr-un interval mare de timp, cnd substana toxic se acumuleaz i provoac tulburri de durat ale organismului.

Reactivii toxici pot ptrunde n organism pe trei ci :

pe cale respiratorie (inhalare);

prin piele (cutanat);

prin tubul digestiv (ingerare).

Ptrunderea reactivilor toxici pe cale respiratorie, reprezint cazul cel mai frecvent de intoxicaie n laboratoarele de chimie alimentar i cu consecinele cele mai grave, deoarece absorbirea lor la nivel celular i molecular se face mai rapid. Pe cale respiratorie, ptrund n organism reactivii sub form de gaze, vapori, fum, cea, aerosoli sau praf.

Ptrunderea reactivilor prin piele are loc n special n cazul substanelor lichide.

Ingerarea reactivilor toxici are caracter izolat i se produce de obicei din neglijen (prin introducerea substanei toxice n gur odat cu alimentele, la pipetri cu gura, etc.).

Aciunea reactivilor toxici asupra organismului poate s fie local, ei acionnd asupra anumitor organe sau sisteme (exemplu : benzenul acioneaz asupra sistemului nervos central) sau general, fiind atacate toate esuturile i organele (ex. acidul cianhidric, hidrogenul sulfurat). Nu se poate face ins o delimitare precis ntre aciunea local i cea general, deoarece majoritatea substanelor toxice au n acelai timp o aciune general i una local.

Reactivii toxici anorganici, n special cei sub form de gaze sau vapori atac n primul rnd cile respiratorii superioare, mucoasele, sistemul nervos central i tractul gastrointestinal. Aciunea lor este preponderent local, fiecare substan avnd n acelai timp o aciune specific. Reactivii organici au o aciune toxic mult mai general dect cei anorganici, producnd modificri la nivelul ntregului organism.

Aciunea toxic a reactivilor este n strns legtur cu structura lor chimic. Aceast dependen este mai uor de urmrit n cazul reactivilor organici. Astfel, la hidrocarburi, toxicitatea crete odat cu creterea numrului de atomi de carbon din molecul. La hidrocarburile alifatice, introducerea legturilor nesaturate n molecul are ca urmare sporirea efectului toxic, iar ramificarea catenei conduce la scderea toxicitii. Dac n molecula unei substane organice toxice se nlocuiete hidrogenul cu oxigen, sulf, sau gruparea oxidril, toxicitatea crete brusc. De asemenea, introducerea gruprilor nitro i amino ntr-un nucleu aromatic, are ca efect mrirea toxicitii substanei respective.

Aciunea toxic a reactivilor asupra organismului este potenat de aciunea altor noxe. Astfel, temperatura ridicat mrete aciunea substanelor toxice, pe de o parte creterii volatilitii acestora, iar pe de alt parte datorit accelerrii circulaiei sangvine i facilitrii absorbiei prin piele. Umiditatea mare a aerului influeneaz de asemenea toxicitatea, ntruct la umiditi relative mari, substana toxic ptrunde mai uor prin piele.

Printre reactivii toxici cei mai utilizai n laboratoarele de chimie alimentar se numr: fenol, crezol, sruri solubile de bariu, compuii plumbului, acidul cromic, brucina, sulfatul de metil, stricnin, amoniac.

b) Reactivi caustici

Se numesc caustice, acele substane care n contact cu organismul, provoac arsuri. Arsurile chimice se caracterizeaz prin leziuni ale epidermei i esutului conjunctiv, de intensitate diferit funcie de natur, concentraia i durata contactului cu substana caustic.

n zona de contact cu substana caustic se produce plag de arsur, caracterizat prin modificri structurale i funcionale ale vaselor, esuturilor i celulelor. Aceste modificri pot s fie reversibile sau nu. Leziunile ireversibile merg pn la instituirea unei zone de necroz, datorit coagulrii sngelui. Carbonizarea nu se ntlnete dect rar n arsurile chimice, fiind provocate de substanele deosebit de caustice (acid sulfuri oleum, acid azotic concentrat, etc.) sau fiind asociate cu arsuri termice.

n contact cu esuturile, reactivii caustici provoac deshidratarea acestora datorit higroscopicitii lor, precum i degradarea proteinelor tisulare. De asemenea, substanele caustice degradeaz enzimele celulare, eseniale n majoritatea proceselor vitale pentru organism.

Dintre reactivii caustici cei mai utilizai n laboratoare amintim :

acid azotic concentrat;

acid sulfuric oleum;

acid clorhidric concentrat;

acid clorsulfonic;

acid clorhidric anhidru;

acid formic concentrat;

amoniac lichid;

anhidrida acetic;

azotat de argint;

ap oxigenat concentrat;

brom;

hidroxizi alcalini concentrai;

sulfuri alcaline concentrate.

c) Reactivi inflamabili

Un mare numr de reactivi utilizai n laboratoarele de chimie alimentar, sunt substane inflamabile, care, dac nu sunt manipulate n mod corespunztor, pot s provoace incendii.

Inflamarea este o ardere de scurt durat a amestecului de vapori ai unei substane cu oxigenul din aer, datorit creterii locale a temperaturii prin contact cu o surs extern de cldur. Aprecierea inflamabilitii unei substane se face pe baza punctului de inflamabilitate (Pi) care reprezint temperatura minim la care vaporii unei substane formeaz cu aerul un amestec inflamabil. Se prezint mai jos lista principalilor reactivi inflamabili utilizai n laboratoarele de chimie alimentar :

aceton;

alcool metilic;

acetat de amil;

alcool etilic;

acetat de butil ;

acetat de etil;

sulfur de carbon;

benzen;

toluen;

xilen;

eter de petrol;

petrol.

De asemenea, prezint pericol de aprindere pulberile metalice (magneziu, aluminiu, fier), potasiu i sodiul n contact cu apa i fosforul alb n contact cu aerul.

d) Reactivi explozivi

Caracter exploziv prezint reactivii care conin n molecula lor gaze ce pot fi puse n libertate cu uurin. Astfel de substane sunt : acidul percloric i percloraii, acidul picric i srurile sale, coloranii, nitroderivaii, peroxizii, azo- i diazo- derivaii.

Pe lng substanele amintite, un numr mare de gaze formeaz cu aerul amestecuri explozive, caracterizate prin limite de explozie (superioare sau inferioare).

e) Reactivi radioactivi

n laboratoarele de chimie alimentar ncep s ptrund, din ce n ce mai mult, metode de analiz i control bazate pe utilizarea izotopilor radioactivi. Principalul pericol pe care acestea l prezint, este iradierea organismului n totalitate sau a diferitelor organe.

Aciunea radiaiilor ionizante se manifest asupra celulelor, asupra esuturilor i organelor precum i asupra ntregului organism, provocnd modificri cum ar fi : leziuni cutanate, boala de iradiere, generarea unor tipuri de cancer, scurtarea duratei de via.

Factorii principali care determin natura i intensitatea efectelor biologice ale radiaiilor ionizante sunt: doza absorbit, timpul de iradiere, regiunea iradiat, energia i tipul radiaiei.

Aparatur

a) Aparatur acionat electric reprezint marea majoritate a aparatelor utilizate n laboratoarele de chimie alimentar (cuptoare electrice, etuve, reouri, lmpi cu raze IR i UV, bi termostatate, lmpi incandescente, etc.).

Curentul electric poate s produc urmtoarele tipuri de accidente:

electrocutare (prin atingere direct, indirect i prin tensiune de pas)

electrotraumatism;

incendiu de explozie.

b) Utilaje sub presiune. n laboratoarele de chimie alimentar o serie de operaii se efectueaz fie la presiune ridicat, fie n condiii de vid. Ambele situaii pot provoca accidente (explozii i implozii). Astfel se va avea mereu n vedere valoarea presiunii de lucru, urmrindu-se cu ajutorul manometrelor.

c) Sticlria de laborator. Vasele din sticl reprezint o parte nsemnat din dotarea laboratoarelor de chimie alimentar. Aceasta poate prezenta riscuri de accidentare n cazul n care materialul din care este confecionat nu este de calitate sau dac aceasta nu este manipulat corespunztor.

Instruirea personalului

Ca la orice loc de munc, i n laboratoarele de chimie alimentar, trebuie acordat o atenie deosebit instruirii personalului. Acest instructaj va cuprinde trei etape: instructaj introductiv general (cu scopul cunoaterii specificului activitii de laborator), instructaj la locul de munc (se face imediat dup angajare de ctre eful laboratorului avnd ca scop prezentarea activitii personalului i pericolele concrete pe care le implic activitatea acestuia precum i msurile de protecie a muncii) i instructajul periodic (de obicei se face la interval de o lun pentru rennoirea cunotinelor).

Tehnica de lucru n laborator

Pentru desfurarea activitii n condiii de deplin siguran a personalului, efectuarea lucrrilor de laborator trebuie bine organizat, att n ceea ce privete respectarea instruciunilor de lucru ct i a regulilor de protecie a muncii. eful laboratorului rspunde de aplicarea i respectarea tuturor normelor de tehnica securitii muncii n timpul efecturii lucrrilor. El are obligaia s asigure cunoaterea legislaiei n vigoare n domeniul proteciei muncii i respectarea ei de ctre fiecare membru al laboratorului. Locurile de munc n care se efectueaz lucrrile periculoase trebuie supravegheate atent. La aceste locuri se vor afia, vizibil, instruciunile de protecia muncii.

Executarea lucrrilor care prezint un pericol deosebit se va ncredina numai persoanelor bine pregtite i instruite n acest sens. nainte de nceperea lucrrilor trebuie s se ia msuri pregtitoare:

ntreaga instalaie se monteaz nainte de a introduce, n diversele ei pri componente, substanele cu care se va lucra;

prile componente ale instalaiei care se asambleaz trebuie s fie bine fixate pe supori, mbinate corespunztor astfel nct fiecare pies s fie de sine stttoare, echilibrat i bine sprijinit;

prile instalaiei la care este necesar s se intervin n timpul lucrrii trebuie s fie astfel montate, nct accesul la ele s fie posibil prin clapetele mobile de la ni;

legturile dintre piesele prin care trebuie s se fac circulaia materialului pe coloane, ventile, evi etc. trebuie s fie ct mai scurte, pentru a putea fi uor de nlocuit i rezistente la condiiile de lucru i substanele manipulate;

ncperea n care se monteaz instalaia trebuie s corespund condiiilor cerute de lucrare, iar amplasarea instalaiei n acea ncpere trebuie fcut inndu-se cont de greutatea, volumul i durata de funcionare a instalaiei;

dac lucrarea se execut n ni, nainte de nceperea ei se verific dac instalaia de ventilaie este pus n funciune i dac supapele de evacuare din plafonul niei sunt deschise; totodat se verific etaneitatea ntregii instalaii;

nainte de efectuarea lucrrii de laborator, operatorul trebuie s prezint conductorului su instalaia respectiv pentru verificarea n ceea ce privete msurile de protecie a muncii;

n timpul efecturii lucrrilor de laborator, n scopul asigurrii deplinei securiti a muncii trebuie s se ia urmtoarele msuri:

respectarea strict a instruciunilor de manipulare i protecie a muncii pentru lucrarea respectiv;

continua supraveghere a instalaiei n funciune;

executarea lucrrilor numai cu cantitile i concentraiile strict necesare, precis cntrite sau msurate;

efectuarea reaciilor periculoase sau a celor necunoscute cu cantiti reduse de substane;

executarea lucrrilor n care se utilizeaz substane foarte toxice, volatile sau gazoase numai sub ni sau n camere special amenajate;

efectuarea determinrilor periodice ale concentraiei noxelor prezente n atmosfera de lucru n timpul executrii lucrrilor cu substane periculoase;

efectuarea interveniilor n interiorul niei numai atunci cnd sunt strict necesare i numaiprin deschiderea clapetelor mobile;

dac se ntrevede apariia unui pericol n una din fazele lucrrii ce se efectueaz, executantul este obligat s ntrerup lucrarea i s anune conductorul locului de munc;

cnd se observ depirea parametrilor reaciei (temperatur, presiune etc.), se oprete imediat debitul de alimentare i se iau msurile de remediere a mijloacelor dinainte pregtite.

La terminarea lucrrilor, pentru a nu se crea stri favorabile producerii accidentelor, se vor respecta urmtoarele reguli:

dup ncetarea funcionrii instalaiei, toate prile componente ale acesteia trebuie complet golite de coninutul lor;

n cazul cnd instalaia conine gaze toxice vor fi evacuate prin nlocuirea cu ap;

este interzis vrsarea la canal a coninutului aparatelor sau evacuarea gazelor prin trompa de la canal, cu excepia cazurilor n care canalizarea este legat la reeaua de ap chimic impure;

splarea aparaturii se face imediat dup terminarea lucrrii de laborator dar numai dup ce s-a fcut sub ni neutralizarea specific. Splarea se efectueaz cu solveni specifici pentru impuritile respective;

nainte de a fi aruncate la canal, substanele rmase n instalaie trebuie neutralizate.

Manipularea reactivilor

a) Manipularea reactivilor toxici

Pentru evitarea intoxicaiilor la manipularea reactivilor toxici trebuie s se in seama de urmtoarele reguli de protecie a muncii:

n laboratoare se va pstra numai cantitile necesare de reactivi toxici;

la locurile de munc unde se depoziteaz se va afia vizibil lista substanelor i instruciunile de utilizare;

toii recipieni care conin reactivi toxici trebuie s poarte semnul convenional de avertizare;

este interzis manipularea vaselor cu reactivi toxici, deschise. Deschiderea se face doar sub ni;

interveniile la instalaiile din ni se vor face folosind masca de protecie;

pe niele n care se efectueaz lucrri cu substane toxice se vor monta plcue de avertizare;

recipienii sub presiune care conin reactivi toxici gazoi trebuie amplasai n nie ventilate corespunztor;

circuitele pentru transportul gazelor toxice trebuie s fie etane i confecionate din materiale rezistente;

resturile de reactivi toxici se vars numai n chiuvete prevzute cu tiraj;

operaia de omogenizare se va face numai mecanizat, n condiii de etaneitate perfect

pipetarea reactivilor toxici lichizi se va face cu ajutorul perelor de cauciuc, fiind interzis pipetarea cu gura;

operaiile de dizolvare n care pot lua natere substane toxice se vor efectua numai sub ni;

deeurile de reactivi toxici se vor neutraliza nainte de a fi aruncate;

la manipularea reactivilor toxici se vor avea n vedere incompatibilitatea dintre diverse substane;

reactivii care nu sunt toxici, dar care n timpul unor reacii pot pune n libertate substane toxice, se vor supune aceluiai regim ca i reactivii toxici.

b) Manipularea reactivilor caustici i corozivi

Cantitile mari de reactivi caustici i corozive se pstreaz n magazia central a laboratorului, n vase de metal sau sticl. Transvazarea lor din aceste vaze n flacoane se va face mecanizat. n laborator se vor pstra numai cantitile necesare pentru scopuri imediate n flacoane depozitate n dulapuri metalice. Acizii se vor pstra n flacoane de sticl cu dop rodat iar hidroxizii n flacoane cu dop de cauciuc.

Pentru prevenirea arsurilor chimice se vor avea n vedere urmtoarele reguli;

sfrmarea cantitilor mari de reactivi caustici solizi (hidroxizi alcalini, sulfur de sodiu, bicromat de sodiu) se va face pe ct posibil mecanizat; la mojararea manual a cantitilor mici se va utiliza n mod obligatoriu echipament individual de protecie adecvat:

diluarea acidului sulfuric oleum se face cu acid mai puin concentrat; diluarea acidului sulfuric cu ap se va face prin turnarea acestuia n acid i nu invers.

La manipularea reactivilor caustici i corosivi, vasele din sticl trebuie inute ct mai departe de corp

Pipetarea reactivilor caustici i corosivi se face prin folosirea pipetelor cu bul de siguran sau par de cauciuc:

La manipularea reactivilor caustici sau corosivi se va evita contactul acestora cu epiderma ntruct pot provoca rni.

c) Manipularea reactivilor inflamabili (lichizi i gazoi)

- Reactivi inflamabili lichizi

n laborator se vor pstra numai cantitile strict necesare de lichide inflamabile. Rezerva de lichide se va pstra ntr-o ncpere special amenajat.

Transportul recipienilor de lichide inflamabile se va face cu mijloace adecvate pentru a le feri de lovituri i spargeri.

Transvazarea lichidelor inflamabile se va face numai cu ajutorul sifonului, fiind interzis cu desvrire folosirea aerului comprimat sau a oxigenului. n cazul transvazrii unor cantiti mari operaia se execut n spaii unde nu exist surse de aprindere.

nclzirea lichidelor inflamabile se va face numai pe baie de aburi sau ulei, utilizndu-se un condensator de reflux. Alegerea acestora, la nclzire se va face n funcie de temperatura de fierbere a componentului celui mai volatil din amestecul care se nclzete.

Reactivi inflamabili gazoi

Manipularea n condiii de siguran a gazelor inflamabile necesit respectarea cu strictee a msurilor de tehnic a securitii.

Buteliile de gaze inflamabile trebuie s se pstreze chiar i n timpul utilizrii n afara ncperilor reactorului, n boxe bine ventilate. Transportul lor dintr-un loc n altul se va face numai cu ajutorul crucioarelor sau cu alte dispozitive similare.

Lucrrile de laborator care necesit utilizarea gazelor inflamabile se execut n mod obligatoriu n ncperi special amenajate, n care nu este permis folosirea flcrii deschise iar instalaia electric este , n ntregime, n construcie antiexploziv. Aprinderea gazelor inflamabile cu flacr direct se va face treptat, ncet i numai dup ce s-a apropiat flacra de gura becului. Dup utilizarea becurilor cu gaz, se vor nchide ventilele de alimentare.

d) Manipularea reactivilor explozivi

Printre substanele explozive des utilizate n laboratoarele de chimie alimentar se numr nitriii i nitraii, cloriii i percloraii, hidrocarburi aromatice. De asemenea, n anumite condiii, substanele inflamabile pot genera explozii. Manipularea acestor substane trebuie s se fac n stare umed, n cantiti ct mai mici, evitndu-se apropierea de surse de cldur, lovirea, frecarea sau agitarea lor.

e) Manipularea reactivilor radioactivi

n laboratoarele de chimie alimentar ncep s se foloseasc din ce n ce mai multe metode de analiz i control bazate pe utilizarea izotopilor radioactivi. Pentru prentmpinarea efectelor nocive ale radiaiilor ionizante, lucrul cu substane radioactive trebuie s se desfoare n conformitate cu instruciunile privind regimul de lucru cu surse nucleare, elaborate de Comitetul de Stat pentru energie nuclear.

Manipularea sticlriei de laborator

Sticlria de laborator, la recepie i nainte de utilizare trebuie verificat bucat cu bucat. Vasele care prezint crpturi, tensiuni interne sau alte defeciuni, se vor restitui magaziei sau se vor ntrebuina exclusiv pentru operaii periculoase.

Pentru a se putea efectua repararea corespunztoare a vaselor de sticl cu mijloace proprii, este de dorit ca toat sticlria de laborator s fie confecionat din acelai tip de sticl.

Dopurile de cauciuc sau plut trebuie potrivite, nainte de introducere n gtul vaselor de sticl. n momentul introducerii dopului, vasul trebuie s fie inut de gt i nu de fund. Tierea tuburilor de sticl se face prin crestarea tubului.

nclzirea vaselor de sticl se face progresiv fie pe bi (de ap, ulei, nisip) fie cu o sit de azbest. La nclzirea pe flacr direct a vaselor mici de sticl se va lucra la nceput cu flacr mic, care se va mri treptat.

Pentru a se evita nclziri locale la fierberea lichidelor n vase din sticl, n interiorul acestora se vor introduce bucele de porelan poros, care asigur o fierbere progresiv i linitit a lichidelor.

Splarea vaselor de sticl trebuie s se fac imediat dup terminarea lucrului, pentru ca resturile de substan s nu se lipeasc puternic de sticl. .Pentru splare se utilizeaz acetatul de amil, amestec cromic sau alt amestec de oxidare sau cu acid azotic concentrat care se va folosi numai n cazuri excepionale.

Materiale de stingere a incendiilor

n funcie de mrimea i natura incendiului, ca materiale de stingere se pot folosi:

Apa (ploaie, abur);

Substane chimice inerte (spum, praf, lichide);

Diverse (pturi umede, nisip);

Dintre substanele chimice cele mai utilizate la stingerea incendiilor sunt:

Bioxidul de carbon sub form de spum;

Bioxidul de carbon sub form de zpad carbonic;

Tetraclorura de carbon;

Pulberile chimice pe baz de bicromat de sodiu

SYMBOL 183 \f "Symbol" \s 10 \h Spuma mecanic.6.7. Apa folosit ca agent de rcire i agent de nclzire

Apa de rcire

Apa folosit ca agent termic de rcire, nclzire, vaporizare, necesare n anumite faze ale prelucrrii proceselor alimentare trebuie s respecte, la rndul su anumite condiii de calitate.

Apa de rcire folosit n operaii de rcire sau condensare n schimbtoare de cldur, condensatoare, maini de splat, reactoare. Temperatura sa variaz n funcie de sursa de provenien, anotimp i regimul de temperatur necesar n procesul tehnologic. Se recomand ca n timpul verii s fie ct mai sczut posibil (10-15C). aceast ap poate fi recirculat cu sau fr recuperare de cldur.

Apa folosit pentru rcire nu trebuie s conin particule grosiere (nisip) sau cantiti mari de materii n suspensie, pentru ca acestea s nu se depun n evile schimbtoarelor de cldur sau pe pereii aparatelor de schimb termic. De asemenea, ea trebuie s aib duritatea temporar redus, ntruct la depirea unei temperaturi limitate se produce precipitarea carbonailor. n tabelul 6 este prezentat temperatura maxim de nclzire n funcie de duritate i de coninutul de CO2 , iar n tabelul 7 sunt prezentai indicatorii de calitate pe care trebuie sa-i ndeplineasc apa de rcire.

Tabelul 6.

Temperatura maxim pn la care se poate nclzi apa de rcire

n funcie de duritatea i de coninutul de CO2 liber

CO2 liber mg/lTemperatura maxim de nclzire, tC, a apei de rcire

pentru diferite duritii

67891011121314151617181920

1065504020-----------

20-6555403525---------

30--656050403020-------

40---706050403020------

50----706050403025-----

60-----655545403025----

80------65605040303025--

100------706560504035302520

Tabelul 7

Indicatorii de calitate ai apei folosite pentru rcire

Indicatori de calitateUniti de msurAlimentareSistem de recirculare

pH-6,576,5 7

Coninut total de srurimg/l< 3000< 3000

Clorurimg/l

scortisoara

Documents