Si alguna vegada heu vist sortir l'oli d'una premsa de cargol - fosc, ennuvolat, amb una forta olor de la llavor de la qual prové -, mai no endevinareu que és la mateixa substància que acaba com l'ampolla clara i de gust-neutre a la prestatgeria d'un supermercat. Aquesta transformació és el treball de la refinació del petroli, un procés de múltiples-etapes que elimina les impureses presents de manera natural en l'oli vegetal cru alhora que preserva els triglicèrids que fan que el petroli sigui valuós. No es tracta només de fer que l'oli sembli net - cada pas s'adreça a compostos específics que afecten el sabor, l'estabilitat, la vida útil i fins i tot la seguretat.
Què conté realment el petroli cru
El petroli brut - el petroli directament del premsat o de l'extracció amb dissolvents, abans de qualsevol refinació - és principalment triglicèrids (l'oli neutre que volem), però també conté un còctel de compostos no desitjats. Els fosfolípids (genives) fan que l'oli sigui tèrbol i provoquen escuma quan s'escalfa. Els àcids grassos lliures (FFA) donen a l'oli un gust agut i ranci i redueixen el seu punt de fum. Pigments com la clorofil·la i els carotenoides donen a l'oli el seu color fosc i poden afavorir l'oxidació. També poden estar presents traces de metalls, pesticides i contaminants ambientals, depenent de la qualitat de les llavors i del mètode d'extracció. I els compostos volàtils - aldehids, cetones i productes d'oxidació - són els que donen al petroli cru la seva olor forta i sovint desagradable.
L'objectiu del refinat és eliminar aquestes impureses amb la menor pèrdua possible d'oli neutre. Una refineria bé-podria perdre entre un 3 i un 8% del pes del petroli cru com a subproductes i pèrdues de procés, depenent de la qualitat del petroli i del mètode de refinament. Les operacions mal fetes poden perdre molt més, cosa que afecta directament la rendibilitat.
Primer pas: desgomar
El desgomat és el primer pas de refinat i la seva funció és eliminar els fosfolípids -, els compostos gomosos que fan que el petroli cru sigui tèrbol i inestable. Els fosfolípids són valuosos per si mateixos (són la font de lecitina comercial), però deixats a l'oli causen problemes: fan escuma durant la fregit, es descomponen a altes temperatures i interfereixen amb els passos de refinat aigües avall.
El mètode més comú és el desgomat amb aigua: aigua calenta (al voltant de 80-85 graus) es barreja amb el petroli cru, fent que els fosfolípids s'hidratin - absorbeixen aigua, s'inflen i es tornen insolubles a l'oli. Les genives hidratades formen una fase pesada separada que s'elimina per centrifugació. Les gomes separades es poden assecar i vendre com a lecitina bruta, utilitzar-se en l'alimentació animal o processar-se posteriorment en lecitina de grau alimentari-.
Per als olis amb alts nivells de fosfolípids no-hidratables (que no responen només a l'aigua), s'utilitza el desgomat àcid. S'afegeix una petita quantitat d'àcid fosfòric o àcid cítric abans de l'aigua, convertint els fosfolípids no -hidratables en formes hidratables que després es poden eliminar mitjançant aigua i centrifugació. El desgomat enzimàtic, un mètode més nou, utilitza enzims de fosfolipasa per trencar les estructures fosfolípids, aconseguint nivells de fòsfor residual encara més baixos amb menys pèrdua d'oli. Els moderns sistemes de desgomat continu poden eliminar més del 95% dels fosfolípids, garantint que l'oli es mantingui clar fins i tot sota refrigeració.
Segon pas: desacidificació (neutralització)
La desacidificació elimina els àcids grassos lliures, que són la principal causa del gust ranci i la reducció de la vida útil. Hi ha dos enfocaments fonamentalment diferents: el refinament químic i el refinament físic.
El refinament químic (també anomenat refinament alcalí o neutralització) és el mètode tradicional. Es barreja una solució diluïda d'hidròxid de sodi (sosa càustica) amb l'oli desgomat. El NaOH reacciona amb els àcids grassos lliures per formar sabó (sals de sodi dels àcids grassos), que és insoluble en oli i es separa com una fase pesada anomenada sabó. El sabó s'elimina per centrifugació i l'oli es renta amb aigua calenta per eliminar el sabó residual i després s'asseca al buit. El refinament químic és eficaç per a qualsevol nivell de FFA i produeix un oli molt net, però té inconvenients: el sabó porta amb ell entre l'1 i el 3% d'oli neutre (una pèrdua econòmica) i el procés genera aigües residuals que requereixen tractament.
El refinament físic (també anomenat refinament amb vapor o desacidificació per destil·lació) és l'enfocament més modern i s'ha convertit en el mètode dominant per a la majoria dels olis vegetals. En lloc de reaccionar químicament els FFA, el refinament físic els elimina per destil·lació: l'oli s'escalfa a 240-260 graus sota un buit profund (normalment per sota de 3 mbar, o 600 Pa), i s'hi arrossega vapor viu. Els àcids grassos lliures tenen punts d'ebullició molt més baixos que els triglicèrids, de manera que es vaporitzen i són emportats pel vapor, després es condensan i es recullen com a subproducte anomenat destil·lat d'àcids grassos (que es pot vendre per a la fabricació de sabó, alimentació animal o biodièsel). El refinament físic combina la desacidificació amb la desodorització en un sol pas, no utilitza productes químics, no genera sabó ni aigües residuals i perd menys oli neutre. La principal limitació és que funciona millor per a olis amb contingut de FFA baix a moderat (per sota del 3-5%) i requereix primer un desgomat molt eficaç, perquè els fosfolípids residuals degradaran i enfosquiran l'oli a les altes temperatures utilitzades.
L'elecció entre refinació química i física depèn del tipus d'oli, el nivell de FFA i el producte desitjat. L'oli de palma, l'oli de nucli de palma, l'oli de coco i la majoria dels olis amb alt-FFA solen ser refinats físicament. L'oli de soja, l'oli de colza i l'oli de gira-sol poden anar en qualsevol cas, tot i que cada cop es prefereix més el refinament físic. L'oli de llavor de cotó i alguns olis especials encara poden utilitzar el refinament químic a causa de perfils d'impureses específics.
Tercer pas: blanqueig
El blanqueig elimina els pigments - principalment la clorofil·la (verd) i els carotenoides (groc, taronja, vermell) - juntament amb sabons residuals, fosfolípids, productes d'oxidació i traces de contaminants. Malgrat el nom, no és un procés de blanqueig químic; és un procés d'adsorció que utilitza terra blanquejadora (argila activada) i de vegades carbó actiu.
El procés és senzill: l'oli desgomat i desacidificat s'escalfa a 90-110 graus al buit (normalment al voltant de 50 mbar) i es barreja el 0,5-2% de la terra blanquejadora. L'argila activada té una gran superfície i adsorbeix molècules de pigment, sabó residual i altres impureses polars a la seva superfície. Després de 15 a 30 minuts de temps de contacte, la mescla d'oli-terra es filtra a través de filtres de fulles de pressió o filtres premses, eliminant la terra de blanqueig gastada i deixant un oli clar i de color-clar. Es pot afegir carbó activat al 0,1-0,5% per als olis amb una pigmentació intensa o per eliminar els hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP) i altres contaminants.
El buit és important perquè evita l'oxidació de l'oli a les altes temperatures utilitzades - l'oxigen de l'aire reaccionaria amb l'oli calent i produiria-aromes i productes d'oxidació. La terra de blanqueig gastada, que conté un 20-40% d'oli arrossegat, és un subproducte que de vegades s'utilitza en l'alimentació animal, la fabricació de maons o l'abocador, tot i que el contingut d'oli fa que sigui un perill d'incendi si no es manipula correctament.
Quatre pas: desodorització
La desodorització és l'últim pas important de refinament, i és el que dóna a l'oli refinat el seu sabor i olor neutres. L'objectiu és eliminar els compostos volàtils - àcids grassos lliures (en el refinament físic), aldehids, cetones, alcohols i altres olors- i aroma-compostos actius - juntament amb qualsevol pesticida residual i hidrocarburs aromàtics policíclics lleugers.
La desodorització és essencialment un procés de destil·lació de vapor realitzat a alta temperatura i buit profund. L'oli s'escalfa a 180-220 graus per a la desodorització convencional (després del refinament químic) o 240-260 graus per al refinament físic (on la desacidificació i la desodorització succeeixen juntes). La pressió es manté entre 2 i 6 mbar (molt baixa, gairebé-buit) i s'escampa vapor viu a través de l'oli. El vapor elimina els compostos volàtils, que després es condensen i es recullen. El temps de residència sol ser de 30 a 90 minuts, depenent del tipus d'oli i del nivell de desodorització desitjat.
L'alta temperatura és necessària perquè els compostos volàtils tenen una pressió de vapor baixa i necessiten calor per vaporitzar-se, però també és la part més delicada del procés. Massa calor o un temps de residència massa llarg poden provocar la degradació tèrmica de l'oli - la formació d'àcids grassos trans, la inversió del color i la pèrdua d'antioxidants naturals com els tocoferols. Els desodoritzadors moderns estan dissenyats per minimitzar l'exposició a la calor mitjançant l'ús d'embalatges estructurats (que augmenta l'eficiència de contacte amb el vapor-oli) i temps de residència més curts a la temperatura més alta. Després de la desodorització, l'oli es refreda ràpidament al buit i sovint s'afegeix una petita quantitat d'àcid cítric (50-200 ppm) com a agent quelant per unir metalls traces i millorar l'estabilitat oxidativa.
Pas opcional: desparafinat (hivernació)
Alguns olis - oli de gira-sol, oli de blat de moro, oli de segó d'arròs i alguns olis de llavor de raïm i de cotó - contenen èsters de cera que són sòlids a temperatura ambient. Si es deixen dins l'oli, aquestes ceres provoquen ennuvolada quan l'oli es refreda (a la nevera, per exemple) i poden sedimentar-se al fons de l'ampolla. Per als olis venuts com a productes transparents de grau-taula, cal un pas de desparafinat.
La desparafinació (també anomenada hivernació) és un procés senzill de cristal·lització i filtració. L'oli blanquejat o totalment refinat es refreda lentament a 5-15 graus (depenent del tipus d'oli) i es manté a aquesta temperatura durant diverses hores, permetent que els èsters de cera cristal·litzin en partícules sòlides. A continuació, l'oli es filtra a través d'un filtre premsa o filtre de membrana, eliminant els cristalls de cera i deixant un oli transparent que es manté transparent fins i tot a temperatures de refrigeració. La cera filtrada és un subproducte menor, de vegades utilitzat en aplicacions industrials o alimentació animal.
Subproductes i Rendiment
El refinament no consisteix només en eliminar les impureses - sinó que també genera subproductes valuosos que contribueixen a l'economia del procés. A partir del desgomat, les genives separades es poden processar en lecitina, un emulsionant alimentari molt utilitzat, o vendre's per a l'alimentació animal. A partir del refinament químic, el sabó es pot acidular per recuperar àcids grassos lliures per utilitzar-los en sabó, biodièsel o pinsos. Des del refinament físic, el destil·lat d'àcids grassos és un producte comercialitzable utilitzat en aplicacions similars. A partir del blanqueig, la terra gastada té un valor limitat, però de vegades es pot processar per recuperar l'oli arrossegat.
El rendiment global de refinació - el percentatge de petroli cru que acaba com a oli comestible refinat - normalment oscil·la entre el 92% i el 97%, depenent de la qualitat del cru (contingut de FFA, nivell de fòsfor, càrrega d'impureses) i del mètode de refinament. El petroli cru d'alta-qualitat amb baixos FFA i un bon desgomat pot produir més del 97%; un cru de mala-qualitat amb alts nivells de FFA i alts nivells d'impuresa pot arribar al 90%. Per a una refineria que processa milers de tones al mes, fins i tot una diferència de l'1% en el rendiment es tradueix en ingressos significatius, per això l'optimització i el control del procés es prenen molt seriosament.
conclusió
El refinament d'oli comestible transforma l'oli brut, fosc i amb un fort sabor en el producte clar, neutre i estable que els consumidors esperen, mitjançant una seqüència de processos físics i químics acuradament controlats. El desgomat elimina els fosfolípids mitjançant aigua, àcid o enzims. La desacidificació elimina els àcids grassos lliures per reacció química amb sosa càustica (refinació química, producció de sabó) o per destil·lació de vapor al buit a alta-temperatura (refinació física, producció de destil·lat d'àcids grassos). El blanqueig utilitza argila activada i carbó per adsorbir pigments i impureses residuals. La desodorització utilitza vapor d'alta-temperatura sota un buit profund per eliminar els compostos volàtils de sabor i olor, produint l'oli final de gust neutre-. El desparafinat opcional elimina els èsters de cera per als olis que necessiten mantenir-se clars a baixes temperatures.
La tendència del sector és cap a la refinació física - menys productes químics, menys residus, un rendiment més elevat i desacidificació combinada-desodorització en un sol pas -, però el refinament químic encara té el seu lloc per a determinats olis i cru d'alt-FFA. El que no canvia és el principi bàsic: eliminar les impureses que fan que l'oli sigui inestable, amb-aromes o no segur, alhora que es conserven els triglicèrids neutres que fan de l'oli un ingredient alimentari valuós.
