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Parametros y maquinaria



PARAMETROS Y MAQUINARIA
Desgomado 
Es la primera etapa en el proceso de refinado. Los fosfolípidos y glicolípidos que se extraen de la semilla y que quedan disueltos en el aceite, deben ser eliminados a través de esta operación denominada desgomado, se debe realizar ya que estos compuestos se alteran con mayor facilidad que los triglicéridos, aportando sabores extraños al aceite. 
El aceite crudo  o virgen se trata con una solución diluida de ácido fosfórico para hidratar y precipitar los fosfolípidos al hacerse insoluble en la grasa. Este proceso se realiza en tanques dotados de un agitador, se incorpora agua en un 2% v/v a una temperatura de 70sC. El aceite pasa después a una centrifuga a gran velocidad en donde son removidos los fosfolípidos y el agua del aceite desgomado. Las gomas son deshidratadas o tratadas con peróxidos  para la obtención de lecitinas, las cuales se utilizan en diversas industrias alimenticias. El aceite de semilla de algodón no es desgomado. En la figura 60, se observa una instalación de desgomado de aceites.


 Figura 60.  Instalación de desgomado de aceites

 
Este proceso es necesario ya que de lo contrario se presentarían una serie de defectos en el aceite durante el proceso. 
      los triglicéridos se alteran con mayor facilidad adquiriendo sabores y olores desagradables.
      decantación en los tanques de almacenamiento.      mayor susceptibilidad a la oxidación.
      formación de espumas durante el calentamiento.
Neutralización 
En esta etapa se eliminan ácidos grasos libres por la acción de soda cáustica, además de neutralizar la acidez residual del aceite proveniente de los ácidos grasos libre. Para eliminar la totalidad  de los ácidos grasos libres (AGL), sin deteriorar el aceite, se utiliza un vacío de hasta 5 mm de Hg y calentándolo a una temperatura de 180-240sC. Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% de ácidos grasos libres. Esto es recomendable especialmente si los aceites se utilizarán para el proceso de hidrogenación.  Figuras 61 y 62. 
Figura 61. Neutralizador-blanqueador

 
Fuente: Vega Turizo Alberto. (2004) Guía para la elaboración de aceites comestibles. Caracterización y procesamiento de nueces. Bogotá Colombia. Convenio Andrés Bello
 


 

Neutralización química o alcalina
El aceite después de ser desgomado es tratado con un álcali con el fin de remover  sustancias indeseables que pueden afectar el sabor, la estabilidad y el aspecto del aceite refinado, es por esto que se debe eliminar. En este grupo se encuentran  los  ácidos grasos libres, glicerol, mucílagos, carbohidratos, pigmentos, compuestos proteicos, tocoferoles, esteroles, colesterol, etc. La mezcla de ácidos grasos y álcali da como resultado la formación de jabones. El jabón  obtenido se recupera  a través de una centrifugación o sedimentación.Desventajas del proceso de neutralización alcalina:


      El álcali además de neutralizar los ácidos grasos libres, saponifica parte de aceite neutro presentándose perdidas de aceite.
      Rendimiento relativamente bajo
      Se produce una cantidad considerable de efluente líquido
Calculo de soda cáustica necesaria poscarga
¨Para neutralizar teóricamente 0.142 Kg. de soda cáustica se requiere de 1 Kg.  de ácido graso libre (calculado en ácido oleico) . Entonces para una carga de una tonelada de aceite el 1% de AGL representa 10 Kg. de estos, necesitando de 1.42Kg de soda cáustica. Se debe agregar  una cantidad adicional de soda de acuerdo al peso del aceite y a las características  del mismo. [1]
Se emplea la siguiente ecuación para determinar la cantidad de soda que se debe utilizar en la neutralización
 
 

En donde:
Q   = solución de NaOH en litros/hora
Q1 =  cantidad de aceite que se debe tratar en litros/hora
P   =  Peso específico del aceite
A   =  Acidez del aceite, en porcentaje
M  =   Peso molecular de los ácidos grasos
N  =   Concentración de la solución de NaOH expresada como Normalidad

Para utilizar la formula en la práctica se debe agregar una cantidad mayor de la soda (NaOH) que la estequiometricamente calculada. El porcentaje adicional es del 5 a7% quedando la ecuación de la siguiente forma:

En donde: 
P = Porcentaje de pérdida
A = Acidez del aceite expresada en %
B = Porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa
Neutralización física o por vapor 
Esta neutralización consiste en eliminar los ácidos grasoslibres a través de una destilación  o arrastre por vapor, es muy parecida a la desodorización. Se requiere  de una eliminación de fosfolípidos hasta niveles inferiores de 5 mg de fósforo/kg de aceite. Este resultado se logra con la adición de ácido fosfórico al aceite y de un agente blanqueador. Se continua elevando la temperatura máxima de  240–250 °C, una presión de absoluta de 1 Torr y una inyección de vapor de 40-50 Kg/Ton de aceite,  reduciéndose el contenido de AGL a 0.05-0.1% 
Resumiendo entonces se puede decir que la eliminación de los ácidos grasos libres AGL, se realiza añadiendo al aceite desgomado una solución de hidróxido de sodio, con una concentración de 16 a 20° Baumé. Durante esta operación se presentan pérdidas por saponificación  o formación de jabones. 
La cantidad de aceite que puede llegar a ser saponificados por la soda cáustica depende de varios factores como: 
  Concentración de la soda cáustica.
  Tiempo de contacto de la soda con el aceite: este tiempo de contacto puede llegar a ser reducido con el uso de centrifugas, reduciéndose de esta forma la saponificación.
Lavado 
Después de la etapa de neutralización, el aceite lleva cierta cantidad de jabón en suspensión, el cual  es removido por una serie de lavados con agua caliente, el agua y el jabón son retirados por medio de una centrifugación, a continuación se realiza otro lavado con posterior centrifugación hasta un  tercer lavado, terminado el proceso el aceite se envía a una torre de secado. Figura 20. 
Blanqueo
El aceite neutralizado se  blanquea,  empleando tierras o arcillasdecolorantes naturales, artificiales o activadas, (tabla 24) con el fin de remover sustancias que aportan color al producto, como la clorofila, jabones y para descomponer los peróxidos. La mezcla de aceite y tierras blanqueadoras se agitan a una temperatura máxima de 90°C, la cantidad de tierra requerida depende del color del aceite y del grado de decoloración que se quiera obtener, en algunos casos para obtener mejores resultados se realizan mezclas de tierras y carbón activado. Después de realizado el blanqueo los blanqueadores se filtran quedando el aceite neutro blanqueado.
 
Tabla 24.  Parámetros para absorbentes como blanqueadores de aceites 

Blanqueadores
Densidad
Capacidad de relación de aceite
Tierra decolorante natural
Tierra decolorante artificial
Carbón activado
50
45
30
20-25%
35-40%
50%
Fuente: CEPEDA RICARDO. (1991) Modulo de Tecnología de Cereales y Oleaginosas. Santa fe de Bogotá D.C. Editorial UNAD
Winterizacion 
Se realiza este proceso con el fin de retirar los glicéridos de mayor punto de fusión que provocan enturbiamiento y aumento de viscosidad a los aceites cuando son enfriados o almacenados a bajas temperaturas. El proceso consiste en enfriar y agitar suavemente el aceite neutralizado y blanqueado, que permite que los glicéridos saturados se precipiten en forma de cristales. Es importante tener en cuenta las variables de tiempo, temperatura y  agitación para obtener los cristales de glicéridos, llamados estearinas. El aceite de soya no requiere de este proceso mientras que los aceites  de algodón, girasol, maní, cartamo entreotros si requieren ser winterizados para que se mantengan claros a temperaturas bajas. Diagrama 17.


 
Sistema de Refrigeración  rápido, provisto de un sistema de agitación
Tanques Cristalizadores
Sistema de Filtros prensa, para retirar los cristales
Diagrama 17.  Proceso de winterización, enfriamiento o hibernación del aceite blanqueado

 
Fuente: Hernández, Elizabeth (Actualizado 2006) Módulo de Tecnología de Cereales y Oleaginosas. Sogamoso. UNAD
Desodorización 
Se realiza la desodorización con el fin de eliminar los compuestos volátiles que le imparten olores y sabores indeseables al aceite, como las cetonas y los aldehídos. Este es un proceso  de destilación con vapor seco para volatilizar los compuestos que producen estos olores. Se realiza a bajas presiones  y altas temperaturas 180-220 °C, el aceite de algodón requiere de temperaturas más bajas, permitiendo la retención de una mayor cantidad de tocoferoles considerados como antioxidantes naturales. (Figura 63 y 64). El aceite neutralizado o refinado, blanqueado y desodorizado es uno de los productos más puros que se encuentran en el mercado. En esta etapa se debe adicionar un antioxidante al aceite para prolongar.
La vida útil del producto ya que los tocoferoles antioxidantes naturales, presentes en el aceite crudo se eliminan.                         
Los antioxidantes empleados son aceites minerales derivados del hidrocarburo Tolueno, estos evitan que el aceite se enrancie o cambie de color durante su almacenamiento y comercialización. Los antioxidantes másempleados son:
BHT: Hidroxi tolueno butilado
BHA: Hidroxi anisol butilado
TBHQ: Terbutil hidroquinona
Figura  63.  Desodorizador

 
Fuente: Tecnología Educativa. Recuperado en Mayo de 2005 de http://www.tecnoedu.com/Armfield/FT29.php
       Recipiente de presión de acero inoxidable
       Bomba de vacío de anillo líquido
       Bomba de extracción
       Filtros de hojas
       Agitadores impulsados por aire
       Serpentín de calentamiento de vapor y serpentín de enfriamiento integrados
       Temperaturas de hasta 180°C
       Presiones de hasta 10 bar
       Controles seguros por zonas
       Control preciso de la adición de hidrógeno
Figura 64. Esquema de un desodorizador

Fuente: Vega Turizo Alberto. (2004) Guía para la elaboración de aceites comestibles. Caracterización y procesamiento de nueces. Bogotá Colombia. Convenio Andrés Bello
Descerado
Este proceso es muy similar a la winterización, lo que único que la diferencia es que en el descerado, las operaciones de enfriamiento y separación se realiza bajo condiciones controladas, este se puede realizar en seco o con disolvente de manera similar al fraccionamiento, se realiza con el fin de eliminar ceras con diferente punto de fusión.  
El proceso es utilizado para aceites de girasol, está constituido por las siguientes operaciones:
      Enfriamiento gradual de la mezcla de aceite – miscella, hasta sobresaturación  Formación de núcleos crecimiento de los cristales,
      Maduración
       Separación de los cristales de ceras por filtración en filtros herméticamente sellados
 
 





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