Proprietăți și utilizări ale uleiului de ricin OCL - semințe oleaginoase și grăsimi, culturi și lipide

Franck Dumeignil 1, 2, 3 *

ricin

1 Universitatea Lille Nord de France, F-59000, Lille, Franța
2 CNRS UMR8181, Unitate de cataliză și chimie în stare solidă, UCCS, F-59655 Villeneuve d´Ascq, Franța
3 Institut Universitaire de France, 10, Boulevard Saint-Michel, 75005 Paris, Franța

Ricinul și uleiul său derivat, așa-numitul „ulei de ricin”, sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri, când uleiul era folosit pentru cosmectici, sau ca laxativ sau ca combustibil în lămpi. În zilele noastre, uleiul de ricin are un interes complet reînnoit, nu pentru aplicațiile sale directe, ci datorită diverselor posibilități în procesarea în aval, care implică modificări și reacții chimice. Într-adevăr, uleiul de ricin are această specificitate a unei uniformități remarcabile, cu aproximativ 90% din lanțurile de acizi grași ai trigliceridelor compuse din acid ricinoleic, un acid gras natural care se comportă ca o grupare hidroxilică, care este o caracteristică unică în uleiurile vegetale. Apoi, este posibil să se prevadă reacții fie asupra grupului ester, pe legătura dublă, fie chiar pe porțiunea hidroxilică pentru a produce o varietate de substanțe chimice. În această lucrare, după o scurtă descriere a plantei de ricin, oferim statistici privind producția de cereale de ricin și o prezentare generală a procesului de extracție a uleiului. Apoi, raportăm prețurile pieței înainte de a enumera principalele proprietăți ale uleiului de ricin. Acestea din urmă sunt destul de specifice și explică marea varietate de posibile aplicații directe. În cele din urmă, posibilele transformări chimice sunt enumerate, înainte de a da două cazuri practice, ca povești reale de succes în industrializare.

Cuvinte cheie: ricin/ulei de ricin/acid ricinoleic/lubrifiant/farmacie/alimente/produse chimice/aplicații

Ulei de ricin (Ricinus Communis), sau planta de ulei de castor în engleză, este o euforbiaceae care, deși apare mai mult ca arbust în zonele temperate, poate crește în zonele tropicale - din care este nativ - ca un copac care poate crește până la peste 10 m înălțime. Frunzele sale, verzi sau roșii, în funcție de varietatea și maturitatea plantei, sunt dințate și palmatilobate. Înflorirea se face prin flori feminine și masculine grupate împreună în ciaturi. Semințele, bogate în trigliceride, strălucitoare și de o culoare cenușie/maro deschis marmorat cu pete maronii, sunt închise de trei în fructe care iau forma unor capsule tricoques înflorite cu vârf (figura 1).

În stânga sus: fotografia unei plante de ricin și capsule de semințe de ricin; în dreapta sus: statistici privind producția de semințe de ricin în lume; în partea stângă jos: exemplu de proces de extracție a uleiului de ricin; mijloc dreapta: compoziție de ulei de ricin.

Punct istoric

Producție

O piață volatilă

tabelul 1 urmărește evoluția prețului uleiului de ricin din 2002 până în ianuarie 2010. Volatilitatea extremă a pieței este clar vizibilă, cu un preț foarte rezonabil în 2002 de 675 USD/t, care va crește treptat până la jumătatea lunii decembrie 2008 până la depășește 1.300 USD/t, cu un vârf de 1.500 USD/t în iulie-august 2008 (Masa 2) adică în mare măsură dublu față de prețul mediu observat în 2002. Aceste fluctuații foarte semnificative în costul materiilor prime constituie un parametru foarte important care poate afecta în mod imprevizibil echilibrul economic al proceselor de transformare din aval, în special prin mijloace chimice.

Evoluția prețului uleiului de ricin (preț mediu pentru un produs comercial) - USD/t, FOB Bombay. (Date preluate de la Raport privind uleiul de ricin, Februarie 2011, castoroil.in)

Valoarea semințelor, a uleiului și a tortului de ricin la prețul record iulie/august 2008 - dolari SUA/t, FOB India. (Date preluate de la Raport privind uleiul de ricin, Februarie 2011, castoroil.in)

In plus masa 2, chiar dacă se bazează pe cazul special al momentului culminant din iulie-august 2008, arată că prețul pe tonă de ulei de ricin este aproximativ dublu față de cel al semințelor, în timp ce masa este în valoare de aproximativ șapte ori mai mică decât semința.

Extracția și purificarea uleiului de ricin

Procesul de extracție a uleiului de ricin, prezentat într - o diagramă a figura 1 (inspirat de Mutlu și Meier, 2010), nu este fundamental diferit de procesele convenționale de extracție a uleiului, cu excepția faptului că natura „nealimentară” a bobului de ricin impune condiții particulare de sănătate și siguranță, și anume o linie de producție dedicată, complet decuplată de linii de producție de ulei comestibil pentru a evita orice posibilă contaminare a acestora din urmă. În cele ce urmează, etapele de extracție și purificare a uleiului sunt descrise pe scurt într-un proces de operare "standard" care poate da naștere la variații, în funcție de obiectivul dorit.

După curățarea cojilor, urmată de o operație de decojire/decojire, semințele astfel obținute sunt zdrobite într-o pulpă și presate folosind o presă de vierme, pentru a extrage primul ulei sub presiune care poate fi opțional filtrat. Fracția de ulei încă prezentă în reziduul solid din presare (tort compus din pulpe) este apoi extrasă cu ajutorul unui solvent, în mod convențional hexan. Uleiul de extracție este apoi recuperat prin distilare. Tratamentele din aval ale uleiului de ricin obținut includ etape succesive de degumare (eliminarea în special a compușilor susceptibili de a deveni insolubili, cum ar fi fosfolipidele obținute din matricea externă a oleozomilor, lipoproteinelor etc., de exemplu prin hidroliză într-un mediu acid), de neutralizare de acizi grași liberi (de exemplu, prin tratament alcalin), deodorizare (prin distilare parțială sub vid în prezența vaporilor de apă), albire (folosind un adsorbant, de exemplu albirea pământurilor precum tambur de pământ, cărbune activ etc.), filtrare ( îndepărtarea cerurilor, resturilor etc.) și, eventual, separarea, dacă se vor recupera compuși specifici.