عملية مصنع تكرير زيت دوار الشمس

يُعد زيت بذور دوار الشمس من أقدم الزيوت التي زُرعت في أمريكا الشمالية حوالي عام 3000 قبل الميلاد حسب السجلات المتاحة، وانتقل بعد ذلك إلى روسيا ومن ثم إلى دول أخرى. تكون درجة الحرارة الأنسب لنمو بذور دوار الشمس بين 20–27°م مع توافر كمية وفيرة من الماء.
تتوفر عدة أصناف من البذور، ويحتوي بعضها على 36–40% من الزيت حسب منطقة الزراعة وظروف التربة ونوع البذور. يُستخرج الزيت من بذور دوار الشمس إما باستخدام المكابس اللولبية أو عبر عملية الاستخلاص بالمذيبات، ويمكن أن تكون البذور مقشورة أو كاملة حسب الحاجة لمحتوى البروتين في الكيك الخالي من الزيت.مثل باقي الزيوت، يحتوي زيت دوار الشمس على مكونات غير مرغوبة مثل اللعاب، التوكوفيرولات، الستيرولات، الشمع، والأحماض الدهنية الحرة. تتم إزالة هذه المكونات غير المرغوبة من خلال عملية التكرير الكيميائي القياسية.

مراحل التكرير الكيميائي لزيت دوار الشمس مشابهة لمراحل تكرير الزيوت الناعمة الأخرى، باستثناء إزالة الشمع التي تُضاف لأن زيت دوار الشمس يحتوي على شمع، ويتم إزالته من خلال عملية إزالة الشمع. بعد إزالة الشمع يصبح الزيت شفافًا تمامًا وبلون أبيض مائي مقبول من حيث المظهر.

إزالة اللعاب

زيت دوار الشمس يحتوي على الفوسفاتيـدات مثل باقي الزيوت بنسبة 0.5–1.5% حسب نوع البذور والصنف. تتم إزالة هذه الفوسفاتيـدات من خلال عملية إزالة اللعاب القياسية، حيث يُضاف 2% ماء و1–1.5 كغ من حمض الفوسفوريك الصالح للاستخدام الغذائي إلى الزيت عند درجة حرارة 60°م، ويُخلط لمدة 20 دقيقة، ثم يُفصل الزيت باستخدام أجهزة الطرد المركزي. يُنقل الطور الثقيل من اللعاب إلى خزان اللعاب، بينما يُرسل الطور الخفيف من الزيت بعد إزالة اللعاب للمرحلة التالية وهي التعديل القلوي.

التعديل القلوي

تُعد هذه العملية من العمليات القياسية للتكرير الكيميائي لإزالة الأحماض الدهنية الحرة والكلوروفيل والمكونات الأخرى باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم. يُسخن الزيت الناتج من عملية إزالة اللعاب إلى درجة حرارة 80°م، ثم يُضاف كمية محددة من محلول الصودا الكاوية ويُرسل إلى المفاعل إما للخلط القصير أو الطويل حسب العملية المختارة، حيث تتفاعل الأحماض الدهنية الحرة مع الصودا الكاوية لتكوين الصابون داخل الزيت. يكون الصابون الطور الثقيل والزيت الطور الخفيف، ويتم فصل هذين الطورين باستخدام أجهزة الطرد المركزي. يحتوي الزيت الناتج من مرحلة التعديل القلوي على بعض آثار الصابون التي ستُزال في مرحلة الغسل بالماء.

الغسل بالماء

بعد فصل الصابون عن الزيت، يحتوي الزيت المحايد على بعض آثار الصابون. في هذه المرحلة، يُمزج الزيت المحايد مع 10–12% من الماء الساخن لفترة قصيرة، ثم يُفصل باستخدام جهاز الطرد المركزي لإزالة آثار الصابون. يُرسل الزيت المحايد والمغسول إلى الخزان، مع الحفاظ على درجة حرارة الزيت عند 85–90°م. يحتوي الزيت المحايد في هذه المرحلة على أقل من 50 جزء في المليون من الصابون.

التجفيف بالتفريغ

يحتوي الزيت المغسول على بعض الجزيئات وآثار الرطوبة التي قد تؤثر على العمليات التالية. عادةً ما يُجفف هذا الزيت تحت التفريغ، حيث يُعالج الزيت عند درجة حرارة 85°م تحت تفريغ يبلغ 70 ملم زئبق لإزالة الرطوبة. سيكون الزيت المحايد النهائي محتويًا على رطوبة أقل من 0.1%.

إزالة اللون (التبييض)

تُعد هذه المرحلة من أهم مراحل عملية التكرير. يُسخن الزيت إلى درجة حرارة 100–105°م، ويُمزج مع تراب التبييض الكيميائي (الطين المنشط الحمضي) والكربون المنشط في وعاء تحت تفريغ يبلغ 70 ملم زئبق، مع استمرار التحريك لمدة محددة. بعد ذلك يُفلتر الزيت لإزالة الطين والكربون. في هذه المرحلة يتم إزالة صبغات اللون وآثار الصابون، ليصبح الزيت مبيّضًا ويقل لونه. يُرسل الزيت المصفّى مرة أخرى عبر فلاتر التلميع للحصول على زيت مبيّض نقي وواضح.

إزالة الشمع

من الخصائص المميزة لزيت دوار الشمس احتواؤه على الشمع. يتراوح محتوى الشمع في زيت دوار الشمس بين 1000 و1500 جزء في المليون حسب نوع البذور. يُسبب الشمع غمقان الزيت بعد التكرير، لذا من الضروري إزالته لتجنب الغمقان وللتقليل من لزوجة الزيت.في المرحلة الأولى، يُبرَّد الزيت إلى 40°م ويُرسل إلى أجهزة التبلور، ثم يُبرَّد أكثر إلى 6–9°م حسب الحاجة ودرجة حرارة المكان باستخدام مياه مبردة. بعد التبريد لمدة 6–8 ساعات، وفي بعض الحالات تصل إلى 16 ساعة لضمان نضوج الزيت. بعد ذلك يُفلتر الزيت عبر فلاتر أفقية بضغط مع نظام الطلاء المسبق، ليصبح الزيت خاليًا من الشمع، ويُرسل هذا الزيت بعد ذلك إلى مرحلة إزالة الروائح (التعقيم).

إزالة الروائح (التعقيم)

تُعد هذه المرحلة الخطوة النهائية في عملية التكرير. تحتفظ الزيوت والدهون الصالحة للأكل بعد التكرير والتبييض برائحة وطعم غير مرغوب فيهما، ويتم التخلص من هذه المكونات في هذه المرحلة. تعتمد عملية إزالة الروائح على التقطير بالبخار تحت التفريغ عند درجات حرارة مرتفعة لإزالة الأحماض الدهنية الحرة والمركبات المتطايرة التي تسبب الروائح والطعم غير المرغوب فيه.تشمل فوائد إزالة الروائح أيضًا التبييض الحراري لتدمير صبغات الكاروتينويد، وإزالة المبيدات، وتقليل الأحماض الدهنية السيكلوبروبينية إلى مستوى ضئيل، مما يضمن نقاء الزيت. تُجرى العملية عند درجة حرارة 250°م وتحت تفريغ مطلق يبلغ 2 تور لتحقيق النتائج المطلوبة. يُستخدم الزيت المعقم الساخن لتبادل الطاقة الحرارية مع الزيت القادم إلى النظام، ثم يُبرد إلى 45°م ويمر عبر فلاتر التلميع قبل إرساله إلى خزان تخزين الزيت النهائي المكرر.