Instituto Politcnico Nacional

Unidad Profesional Interdisciplinaria de BiotecnologaDiseo de Procesos de Separacin Profesores:

Bentez Lemus Sara Luca Cuauhtcatl Pozos Areli Yolotzin Flores Navarrete Cristina Martnez Reynoso Erika Negrete Rangel Hctor Zempoaltecatl Avalos Miriam EXTRACCIN DE ACEITES DE SEMILLA DE GIRASOL

Introduccin En base a su origen, las grasas se clasifican en

animales, vegetales y mezclas. Dentro de las grasas de origen animal : poliinsaturadas (origen marino), grasas insaturadas (grasa de aves),

moderadamente insaturadas (manteca porcino), saturadas (sebo vacuno) y mezclas de todas las anteriores.

1

Introduccin Dentro de las grasas vegetales, tenemos unos

aceites ms insaturados (girasol, maz o soja) que otros (oliva, palma o coco). Tenemos las olenas, las lecitinas, las grasas de

freidura, los subproductos industriales y los destilados procedentes de la industria del glicerol y de los cidos grasos.

1

Introduccin Para valorar una grasa han de tenerse en cuenta

al menos cuatro criterios: Calidad qumica intrnseca Composicin y valor nutricional Especie destino y Precio ofertado.

1

Introduccin El girasol es una planta oriunda de Amrica que lleg

a Espaa con los colonizadores durante el siglo XVI. El girasol es nativo del Per y recibe su nombre de la

propiedad que exhibe de girar durante el da para tener su flor siempre encarada al sol. El girasol es una planta con un tallo grueso y una flor

grande, de color amarillo cuando madura, que da un fruto con cscara, negruzco, del cual se puede obtener aceite de girasol, adems de que se puede pelar y comer (bien crudo o tostado); es la pipa de girasol o pipa.

Introduccin El aceite de girasol es un aceite comestible que

se obtiene de la semilla. Algunas variedades contienen hasta en 45% de aceite. El aceite de girasol tambin se utiliza para hacer jabn, velas, barnices o pintura, as como es un lubricante excelente. Sin duda, su uso ms importante es como aceite comestible, ya que es el aceite de semillas ms usado en el mundo

Planteamiento del Problema Determinar el proceso y variables adecuadas

para la extraccin de aceite de girasol comestible con un ndice de calidad aceptable. Que sea sostenible ecolgico y que cumpla con la normatividad vigente del mismo. Determinar las etapas adecuadas as como sus condiciones de operacin que resulten en beneficio propio del producto. Determinar las posibles oportunidades de optimizacin del proceso para obtener un producto rentable y sostenible.

Restricciones El proceso de obtencin de aceites comestibles

tiene como principal restriccin la disponibilidad de materia prima, as como las condiciones de la misma, ya que no hay homogeneidad en productos agrcolas, y cada lote tiene distintas composiciones qumicas que influyen en el producto final por lo que se debe de considerar tener cultivos propios de la planta de girasol en donde pueda controlarse en la medida de lo posible las variables que afectan a la composicin de la misma.

Restricciones Debe de cumplir con la legislacin vigente en la

que se incluyen diversas variables fisicoqumicas, sensoriales, aditivos, envase y embalaje y etiquetado, para su venta al pblico. Las restricciones propias del diseo de los equipos para realizar el procesamiento ya que en ocasiones se incurre en el error de proponer equipos de muy altas capacidades que no se encuentran disponibles en el mercado, o con condiciones de operacin no disponibles por las distribuidoras.

PROCESO DE ELABORACIN. El aceite de girasol resulta ser una opcin

saludable y econmica frente a otras variedades de aceite. Este tipo de aceite se obtiene a partir de las semillas del girasol "Helianthus annus", que son sometidas a las siguientes fases:

1

Normatividad NMX-F-223-1985: Aceite Vegetal Comestible

NMX-F-265-SCFI-2005: Aceite Comestible Puro

De Girasol, Especificaciones

Normatividad Olor: Caracterstico del producto, exento de

olores extraos o rancios. Sabor: Caracterstico del producto, exento de sabores extraos o rancios. Apariencia: Lquido transparente y libre de cuerpos extraos a 293 K (20C).

Normatividad

Normatividad

Diseo del proceso de Separacin

Lixiviacin. La

primera de ellas, llamada lixiviacin o extraccin slido-lquido, se utiliza para disolver materia soluble a partir de su mezcla con un slido insoluble.

La cantidad de material soluble separado es con

frecuencia mayor que en el lavado de la filtracin ordinaria y las propiedades de los slidos pueden variar considerablemente durante la operacin de lixiviacin.

LixiviacinSemillas de girasol (torta)

Aceite + Solvente

EXTRACCIONSemillas de girasol (torta)Semilla (torta) + solvente

Lixiviacin Se ha de extraer aceite de una torta de

semillas de girasol con hexano, utilizando un extractor continuo en contracorriente. La unidad ha de tratar 2000 Ib (907,2 kg) de torta de semillas de girasol (basada en el slido totalmente agotado) por hora. La torta de semillas de girasol no tratada contiene 800 Ib (362,9 kg) de aceite y 50 Ib (22,7 kg) de hexano.

Lixiviacin La mezcla de disolvente fresco contiene

20 Ib (9,07 kg) de aceite y 1310 Ib (594,2 kg) de hexano. Los slidos agotados han de contener 120 Ib (54,4 kg) de aceite no extrado. Experimentos realizados en idnticas condiciones a las de la batera que se proyecta indican que la disolucin retenida depende de la concentracin de la disolucin en la forma que se indica en la siguiente tabla

OPTIMIZACION La optimizacin es el proceso atreves del cual

mejoramos un proceso reduciendo tiempos, costos, hora hombre, energa etc.. Para

este proceso nosotros lo optimizamos realizando la extraccin con hexano que es mas barato que otros solventes utilizados ademas de que en el proceso el hecho de laminar la semilla ayuda a la extraccin reduciendo el tiempo de operacin adems de asegurar que se extrae en su totalidad el aceite de la semilla

Hllese

(a) la concentracin de la disolucin concentrada, o extracto; (b) la concentracin de la disolucin que sale con los slidos extrados; (c) la masa de disolucin que sale con la harina extrada; (d) la masa de extracto; (e) el nmero de etapas que se requieren. Todas las magnitudes estn dadas sobre una base horaria. Sean x e y las fracciones de masa de aceite en las disoluciones de los flujos inferior y superior

Para la entrada de disolvente:

Determnense la cantidad y composicin de la disolucin en los slidos agotados, operando por tanteo. Si Xb = 0.1, la disolucin retenida, a partir de la Tabla 1, es 0.505 lb/lb. Por tanto

A partir de la Tabla 1, la disolucin retenida es 0.507

lb/lb.

El hexano en el flujo inferior para Lb es 1014 - 120 =

894 lb/lb.

Para la entrada del slido

Aceite en el extracto = entrada de aceite - 120 = 20

+ 800 - 120 = 700 Ib/h.

Hexano en el extracto = 1310 + 50 - 894 = 466 Ib/h. Las respuestas a los apartados (a) a (d) son: (a) ya= 0.60 (b) xb = 0.118 (c) Lb = 1014 Ib/h (d) Va = 1166 Ib/h (e) Para determinar un punto intermedio de la lnea de

operacin se elige xn = 0.50 Ln = disolucin retenida = 0.571 (2000) = 1142 Ib/h

A partir de un balance global, Ecuacin

Vn+1 = 1166 + 1142 - 850 = 1458 Ib/h Un balance de aceite conduce a

El punto (Xn, Yn+1) ms los puntos (x,, y,) y (x,, yb)

definen una lnea de operacin ligeramente curva, tal como se muestra en la Figura 1. Se requiere un nmero de etapas ligeramente superior a cuatro: N=4

EQUIPOS

EXTRACTOR DE BOLLMAN

EXTRACTOR DE HILDEBRANDT

LIXIVIACIN AGITADA DEL SOLIDO

Bibliografa Libros: Harry Lawson, Aceites y grasas alimentarios: tecnologa, utilizacin y nutricin, Editorial Acribia, Zaragoza Espaa Salvador Baudi, Qumica de los alimentos, Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumicaa Mccabe Paginas WEB: http://www.alimentariaonline.com/imprimir_nota.asp?did=871 http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/Apuntes/TC AC-T4-Extraccion-aceites-semillas.pdf http://fing.uncu.edu.ar/catedras/archivos/industrias/2006ACEI TES_OLEAGINOSOS.pdf http://www.oliv-ar.com/verdades.htm