استخلاص زيت الزيتون

(استخلاص زيت الزيتون)

يتواجد زيت الزيتون على هيئة نقط صغيرة فى خلايا Mesocarp ثمار الزيتون - حيث تساعد عملية الجرش على خروج الزيت نتيجة تمزق وتهتك للخلايا وفى نفس الوقت تعمل خطوة الخلط والتقليب Malaxation التى تلى عملية الجرش على تجميع الزيت فى نقط كبيرة مما يسهل من فصل الزيت عن السائل المائى .

ذكر بعض العلماء أن عملية الجرش لها تأثير كبير على كمية وجودة الزيت الناتج حيث خلال تلك العملية يجب عدم تعريض الزيت للهواء لمنع حدوث أكسدة للزيت وكذلك لتقليل إمكانية حدوث الفقد فى نكهة الزيت . وهناك مشاكل قد تتواجد نتيجة لاحتمال انتقال آثار معدن المجرشة إلى الزيت مما يؤثر على جودة الخواص الحسية وكذلك على مدى الثبات الأوكسيدى للزيت نتيجة لقدرة تلك المعادن على أن تعمل كمواد محفزة للأكسدة - عموماً فإن الميكانزم المستخدم فى الخطوة الـ Malaxation يلعب دوراً هاماً فى استخلاص زيت الزيتون ، حيث يحدث أحياناً خلال عمليات الطحن والـ Malaxation تكون ليبوبروتين على سطح نقط الزيت التى تعمل على ربط الماء بنقط الزيت فتسبب حدوث استحلاب لكمية من الزيت مع الماء . أما فى حالة بطء خطوة الخلط والتقليب ( Malaxation ) فإن احتمالية تكوين نقط زيت كبيرة الحجم تكون عالية مما تقلل من تكون المستحلبات وتساعد على خروج الزيت بسهولة - كذلك درجة حرارة الطحن لها تأثير فى سرعة خروج الزيت حيث تقلل من لزوجته لكن تسبب ( الحرارة ) بعض التغيرات الكيميائية والبيوكيميائية فى عجينة الزيتون مع هدم للخواص الحسية للزيت وسبب ارتفاع درجة الحرارة أثناء الخلط والجرش راجع إلى أحد الاحتمالات الآتية منفردة أو مجتمعة :

<!--نتيجة لزيادة سرعة دوران المطحنة .

<!--نتيجة لزيادة الطحن والـ Malaxation .

<!--نتيجة لإضافة ماء دافئ .

إلا أنه فى حالة تعذر خروج الزيت بسهولة فإنه يمكن إضافة مواد مرطبة لتزيد من معدل خروج الزيت .

خطوات تصنيع زيت الزيتون- :

الخطوات الأساسية لاستخلاص زيت الزيتون يسبقها مرحلة تجهيز وإعداد وتشمل مرحلة التغذية Feeding ( مع إزالة الأوراق ) والغسيل Washing والجرش Crushing والخلط والتقليب Malaxation ثم مرحلة فصل الزيت وأخيراً خطوة التنقية باستخدام الطرد المركزى .

( أولاً ) خطوة التغذية وفصل الأوراق:-

يتم دفع ثمار الزيتون إلى الـ Hopper بغرض : -

<!--إزالة الأوراق التى تسبب الطعم المر بالزيت .

<!--المحافظة على الزيت من التدهور نتيجة لخفض نسبة الكلوروفيل عن طريق إزالتها للأوراق ( الكلوروفيل عامل محفز للأكسدة فى وجود الضوء  .

(ثانياً ) خطوة الغسيل:-

يستخدم رشاشات ماء لإزالة أى مواد غريبة قد تتواجد على سطح ثمار الزيتون .

( ثالثاً ) خطوة الجرش:-

تلى خطوة الغسيل مباشرة خطوة الجرش حيث تدفع الثمار المغسولة إلى ماكينة الجرش ( هناك نوعان من الطواحين الأولى حجرية والثانية معدنية كما بالشكل ) وهى تتكون من إثنين أو ثلاث اسطوانات تدار دائرة محورية ذات نتوءات وهى عادة تصنع من الحجارة وذلك لجرش الزيتون مع عدم التصاقه وهذا النوع القديم من الحجارة يعمل ببطء وبالتالى تعمل تلك الخطوة عمليتين فى نفس الوقت الأولى وهى جرش الثمار والثانية عمل جزء من وظيفة الخلط والتقليب الـ Malaxation .

هذاوقد تم فى السنوات الأخيرة استخدام أجهزة جرش (طواحين معدنية) فى صورة Grinders إلا أنها تسبب بعض المشاكل وهى احتمالية حدوث انتقال آثار المعدن المجروش إلى الزيت وحتى ولو تم تصنيعها من معدن ستانلس ستيل . وتتميز المجرشات المعدنية بأنها سريعة وذات كفاءة عالية فى تمزيق الخلايا . وتهدف خطوة الجرش إلى المساعدة فى زيادة خروج الزيت من الثمار عن طريق تمزيق خلاياها .

( رابعاً ) خطوة التقليب:-

من أهم الخطوات المؤثرة فى استخلاص الزيت تجميع نقط الزيت الصغيرة إلى نقط أكبر مما يسهل فصل الزيت عن الماء كما أن وحدة الخلط مزودة ( بجاكت خارجى ) لتدفئة الزيت إلى درجة حرارة لاتزيد عن 30ْ م لتسهيل خروج الزيت بتقليل لزوجته مع مراعاة عدم رفع درجة الحرارة عن 30ْ م للمحافظة على نكهة الزيت ، ولمنع حدوث زيادة فى قيم الحموضة وتلون الزيت باللون الأحمر تزود وحدة الخلط والتقليب بثرموستات يعمل أوتوماتيكىاً .

ولجهاز الخلط والتقليب عدة أشكال فمنها الأفقى والرأسى وهو عبارة عن أوعية اسطوانية الشكل بها ( جاكت خارجى ) ويحتوى بالداخل على مقلبات تدار بنظام معين لضمان خلط وتقليب العجينة ( عجينة البذرة ) بمعدل 19 - 20 لفة فى الدقيقة لمنع حدوث استحلاب للزيت مع الماء وعموماً زمن الخلط فى جهاز Malaxtor حوالى 20 - 30 دقيقة وقد يصل إلى 60 ق فى حالات خاصة ، هذا فإنه يفضل نظام الـ Malaxtor الأفقى عن الرأسى حيث الأول يمنع تلامس الهواء مع عجينة الزيتون وبالتالى يحافظ على ثبات وجودة الزيت الناتج . وفى نفس الوقت يجب أن يصنع الـ Malaxtor من معدن ستانلس ستيل .

*عملية فصل زيت الزيتون :-

تحتوى عجينة الزيتون على ماء - زيت زيتون - قطع نوى ذات حجم صغير - أنسجة الزيتون المجروشة وعن طريق عمليات الكبس ( العصر ) والطرد المركزى يتم الحصول على زيت الزيتون من تلك المكونات .

الطرد المركزى لفصل زيت الزيتون :-

تستخدم أجهزة الطرد المركزى لفصل زيت الزيتون عن باقى مكونات ثمار الزيتون المجروشة ، وهناك عوامل تؤثر على كفاءة استخلاص زيت الزيتون بنظام الطرد المركزى وهى :

- 1الكثافة : -
كلما كان هناك اختلاف فى كثافة الزيت وكثافة المحلول المائى كان الفصل أسهل .

2 -شكل وحجم نقط الزيت : -
كلما كانت نقط الزيت كبيرة كان الفصل أسهل بينما النقط الصغيرة تسبب استحلاب للزيت .

3-اللزوجة : -
كلما كان هناك فرق فى لزوجة مكونات العجينة كلما سهل فصله .

4-درجات الحرارة :-
بزيادة درجة الحرارة يزداد الفصل نتيجة لخفض لزوجة وسيولة الزيت .

- ظروف وإجراءات تصنيع زيت الزيتون :-

تعتمد عمليات تصنيع زيت الزيتون على كفاءة المكابس ( الضغط ) وكفاءة عمل الابراش وأخيراً على أجهزة الطرد المركزى كما يلى :

1-خطوة الكبس :-

تستخدم المكابس الهيدوليكية لفصل العصير الخلوى والزيت عن باقى مكونات الثمار حيث يجب أن يستخدم ضغط معين يتغير كل فترة زمنية خلال عصر الزيتون المجروش . وتتوقف كفاءة تلك الخطوة على كفاءة عمليتى الجرش والتقليب .

2-دور الابراش فى فصل زيت الزيتون :-

تلعب الابراش دوراً هاماً فى صناعة زيت الزيتون حيث تستخدم لوضع عجينة الزيتون على هيئة طبقات رقيقة وتعمل أيضاً كمرشحات للمواد الصلبة عن السائل المائى ( ماء + زيت ) .

وتحدد كمية وحجم عجينة الزيتون التى توضع على الابراش عدة عوامل أهمها :-

درجة الجرش - درجة نعومة العجينة - نوع ثمار الزيتون .

حيث أن التوزيع غير المنتظم للعجينة وكذلك الطحن ( الجرش ) غير المنتظم ( غير الناعم ) يسبب الإختلاف فى توزيع الضغط على أماكن مختلفة بالعجينة مما يتسبب فى تحطم الابراش بسرعة بجانب خروج كمية من الزيت فى الكسب ( تقليل كفاءة استخلاص الزيت ) - بينما فى حالة استخدام عجائن زيتون ملساء وذات توزيع منتظم فإن كفاءة الضغط يكون عالياً جداً فى الأطراف مما يزيد من كفاءة خروج الزيت من العجينة - وعموماً فإن الابراش المستخدمة فى صناعة زيت الزيت تصنع من خوص النخيل أو من الألياف البلاستيكية إلا أنه حديثاً يفضل الابراش المصنعة من معدن الاستانلس ستيل .

أنواع الابراش :-

هناك أكثر من نوع من الابراش فمنها الابراش المصنعة من خوص النخيل والمصنعة من البلاستيك وأخيراً المصنعة من ستانلس ستيل .

1-الابراش المصنعة من خوص النخيل :-

تعتبر من أفضل الآلياف المستخدمة كأبرش لكن نتيجة لاحتفاظها بجزء من الماء والزيت فإنها تسبب مشاكل لذا يجب غسلها باستمرار بماء ساخن وقلوى خفيف وقد يحدث تخمرات بها مما تسبب رائحة رديئة بالزيت الناتج بجانب أنها ليست قوية لذا كان لابد من الاتجاه إلى استخدام الأبراش البديلة وهى المصنعة من الاستانلس ستيل .

2-الابراش المصنعة من البلاستيك -:

هذا النوع من الأبراش ليس جيداً حيث يسبب مشاكل كثيرة أهمها تلف بأجهزه الطرد المركزى نتيجة لاحتواء الزيت المراد تنقيته على جزيئات صغيرة من تلك الأبراش بجانب أن هذا النوع يسبب صعوبة فى فصل الزيت عن الماء لذا لاينصح باستخدام تلك الأبراش بل يوصى باستخدام الأبراش المصنعة من الاستانلس ستيل كما ذكر سابقاً .

3-الأبراش المصنعة من معدن ستانلس ستيل -:

أفضل أنواع الأبراش المستخدمة فى صناعة زيت الزيتون لما لها من قدرة فى عدم احتفاظها بجزء من الزيت أو الماء وبالتالى لاتوجد فرصة لحدوث تزنخ أو رائحة كريهة بالزيت - مع قدرتها العالية على تحمل الضغط العالى - بجانب مقدرتها العالية على العمل كمرشح لحجز الجزء الصلب مع مرور الجزء السائل ( ماء + زيت ) للثمار بسهولة وإن كان يؤخذ على هذا النوع من الأبراش تكلفته العالية .

مواصفات الأبراش الجيدة :-

<!--لها المقدرة العالية على الترشيح أثناء الكبس .

<!--لها المقدرة العالية على تحمل الضغط المرتفع .

<!--سهلة التداول وذات وزن خفيف .

<!--ذات سمك صغير .

<!--قدرتها على الاحتفاظ بالماء والزيت منخفضة جداً فى حالة الأبراش غير المصنعة من معدن ستانلس ستيل .

<!--قوية جداً تتحمل الصدمات .

*طـــرق الفصـــل :-

-1 عمليات الطرد المركزى

استخدمت حديثاً أجهزة الطرد المركزى لفصل الزيت عن باقى مكونات ثمار الزيتون معتمداً على الاختلاف فى كثافتهم - حيث هناك أكثر من جهاز للفصل أهمها الـ Decanter والتى يدفع فيه عجينة الزيتون التى سبق أن أجريت عليها عملية الطحن ( الجرش ) والتقليب بعد تخفيفها بكمية وفيرة من الماء لتخرج فى صورتان من جهاز الـ Decanter فالصورة الأولى تحتوى على الوجه الصلب ( الكسب ) بينما الصورة الثانية تحتوى على الوجه السائل ( الزيت + الماء ) .

إلا أنه توجد أجهزة Decanter كما هو بالشكل يتم الفصل بها لعجينة الزيتون المطحونة وبها ثلاث فتحات الأولى لخروج الزيت مع قليل من الماء والثانية لخروج كيك ( الكسب ) الزيتون ثم الثالثة لخروج الوجه المائى مع قليل من الزيت من فتحات خاصة . لهذا فعمليات الفصل داخل الـ Decanter تتأثر بعدة عوامل من أهمها مدى كفاءة عملية الجرش حيث أن عمليتى الجرش والخلط تعملان على تجميع جزيئات الزيت الصغيرة فى صورة زيت حر ، هذا وقد يكون الزيت موجوداً داخل Microgels ( Locked ) فيصعب فصله وبالتالى يجب إضافة كميات من الماء لتغير من شكله وصورته الغروية مما يسهل فصله - وحتى يتم الفصل بنجاح يجب أن يتم الجرش بكفاءة عالية ( عجينة الزيتون ناعمة ) حتى يقلل من فقد الزيت أثناء خطوة الطرد المركزى .

-2عملية الفصل بالطريقة المشتركة:-

يشمل هذا النوع من الفصل نظام ترشيح مع طرد مركزى وهذا النوع من المرشحات يسمى وحدة سينوليا Sinolea unit . حيث يتم فصل حوالى 80 % من الزيت المتواجد بالعجينة المجروشة ويسمى الزيت الناتج باسم زيت سينوليا Sinolea oil حيث يخرج الزيت مع قليل من الماء ليجرى عليه طرد مركزى لتحصل على زيت سينوليا بينما الوجه الصلب المتبقى فيه 20% من الزيت ( Olive paste ) يجرى عليه عملية تبليل باستخدام العصير الخلوى الناتج من زيت Sinolea oil أو إضافة ماء دافئ مع العلم بأنه لايفضل إضافة ماء ثم تجرى عليه عملية خلط جديدة Malaxtion ليدخل بعد ذلك إلى جهاز Decanter لتخرج منه العجينة بعد ذلك فى صورتين الأولى زيت Decanter oil مع قليل من الماء والثانية ماء مع قليل من الزيت ليجرى طرد مركزى لهما على انفراد لتحصل على زيت يسمى Decanter oil منفصلاً عن المخلف المائى وعن كسب خالى من الزيت وهذا الجزء تم توضيحه فى شكل تخطيطى موضح فى أنظمة استخلاص زيت الزيتون .

-عمل الإنزيمات فى فصل زيت الزيتون :-

استخدم بعض العلماء فى الآونة الأخيرة بعض الإنزيمات بغرض زيادة استخلاص كمية الزيت من ثمار الزيتون ومن تلك الإنزيمات :

Pectin depolymerase, papain celluase, hemicelluase, acid protease

مع العلم بأن تلك الإنزيمات ليس لها تأثير ضار على خواص جودة الزيت الناتج من حيث تركيبة الأحماض الدهنية - تركيبة مفردات المواد غير القابلة للتصبن ( ستيرولات - توكوفيرولات . . إلخ ) .

هذا ويتم إضافة بعض تلك الإنزيمات خلال مرحلة الجرش أو خلال مرحلة Malaxation إلا أنه يفضل إضافة تلك الإنزيمات خلال مرحلة الجرش وليس فى مرحلة التقليب ، وتستخدم الإنزيمات بنسب 0.05 - 0.1% من وزن الثمار وأول من استخدم تلك الإنزيمات لزيادة الكمية المستخلصة من زيت الزيتون كان فى إيطاليا واليونان .

-طرق استخلاص زيت الزيتون :

هناك أكثر من طريقة لاستخلاص زيت الزيتون فمنها ماهو معتمد على الكبس ( الضغط ) وأخرى معتمداً على الطرد المركزى وأخيراً مايعتمد على الطرد المركزى والترشيح معاً .

-طريقة الاستخلاص بالكبس ( مكابس هيدروليكية):

من أقدم الطرق المستخدمة فى الحصول على زيت الزيتون وهى تعتمد على إحداث ضغط عالٍ على عجينة الزيتون المطحونة ( المجروشة ) حيث يتم فصل مكونات ثمار الزيتون إلى وجهين الأول وجه سائل ويحتوى على ماء وزيت ووجه صلب يحتوى على باقى مكونات الثمار الصلبة والرسم التوضيحى المرفق يوضح خطوات استخلاص زيت الزيتون باستخدام الكبس ( الضغط )

-وهناك عوامل تؤثر على كفاءة استخلاص زيت الزيتون وهى :

<!--مدى كفاءة الأبراش فى عمليات الترشيح .

<!--كمية المكونات الغروية .

<!--كمية الماء .

<!--حجم وشكل جزيئات العجينة ( ناعم - خشن  .(

<!--درجات الحرارة مع بعض العوامل الطبيعية الأخرى .

<!--<!---عموماً فإن طريقة الضغط ( الكبس ) لها عيوب ومميزات نذكر منها :

عيوب طريقة المعاصر المعتمدة على الضغط- :

<!--تعتمد على الأبراش ( لما لها من مشاكل .

<!--غير مستمرة - تحتاج إلى مجهود عالٍ وعمالة - بطيئة .

<!--يحتوى الكسب على كميات زيت عالية .

مميزات طريقة المعصرة المعتمدة على الضغط : -

<!--<!--<!--طريقة بسيطة - غير مكلفة .

<!--تستخدم فى حالة الانتاج غير الوفير .

-طريقة الاستخلاص المعتمدة على الطرد المركزى :

تم دراسة إمكانية استخدام أجهزة فصل زيت                                                    الزيتون من المحلول المائى فى بداية القرن                                                       العشرين حيث استخدم فى كاليفورنيا                                                            عام 1903 م نظام بدائى للفصل حتى                                                                                     عام 1955 م حين اكتمل أول نظام للطرد                                                                      المركزى على نطاق صناعى لفصل زيت                                                                     الزيتون ويعتمد نظام الفصل على الاختلاف                                                                              فى كثافة مكونات العجينة                                                                                ( زيت زيتون - ماء - كسب الزيتون )                                                                                                                              والشكل التوضيحى التالى يوضح خطوات                                                      إنتاج زيت الزيتون باستخدام الطرد المركزى                                                 بالطريقة المستمرة .

                                              (خط تصنيع زيت الزيتون بالطريقة المستمرة)    

<!--<!--[if !vml]-->

          (رسم تخطيطى  لمراحل تجهيز واستخلاص الزيت بالطريقة المستمرة)

طرق الاستخلاص المعتمدة على النظام المشترك :

بدأ استخدام نظام الترشيح والطرد المركزى معاً ضمن نظم استخلاص الزيت عام 1972 م والمكونات الأساسية لهذا النظام يتكون من وحدة ترشيح تعرف فى الصناعة باسم Sinolea مع Decanter من النوع الأفقى يفصل حوالى 70 - 80% من إجمالى الزيت الموجود بثمار الزيتون عن طريق وحدةSinola unit على أن يتبعها طرد مركزى لفصل الماء والمواد الأخرى عن الزيت - والمتبقى من الزيت حوالى 20 - 30% بعجينة كسب الزيتون يتم معاملته بمعاملات خاصة ( إضافة مواد مرطبة مثال الماء أو العصير الخلوى مع العلم لايفضل إضافة الماء ) مع إجراء خطوة Malaxation من جديد على أن يليها خطوة الطرد المركزى لإزالة الماء المتبقى ويبين الشكل التخطيطى التالى خطوات استخلاص الزيت باستخدام طريقة Sionlea-decanter وفيه يتم الحصول على زيت Sinolea بدون إضافة الماء حيث يتميز بارتفاع جودة الزيت نتيجة لاحتفاظه بالأروما Aroma ومضادات الأكسدة الطبيعية بينما زيت الـ Decaner oil يتميز بقتامة لونه ( يحتوى على كلوروفيل أكثر ) عن لون زيت الـ Sinolea نتيجة لأن الزيت الأخير يجرى عليه معاملات خاصة . وهذه الطريقة تم تطبيقها فى اليونان .

<!--<!--                                  

(رسم تخطيطى لمراحل تجهيز واستخلاص زيت  الزيتون بالطريقة المشتركة المزدوجة (

-ومميزات هذا النظام :

<!--انخفاض الأيدى العاملة .

<!--انخفاض حموضة الزيت الناتج .

<!--الاحتفاظ بالمركبات الطيارة بالزيت ( Sinolea oil ) بدرجة كبيرة .

-بينما العيوب يمكن تلخيصها فيما يلى :

<!--مكلف جداً .