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REFINACION DE ACEITES VEGETALES
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El aceite no está listo a ser consumido luego de la
extracción mecánica o por solventes, para que sea
consumido el aceite debe de ser sometido a un proceso
de refinación a fin de eliminar las impurezas
presentes.
ETAPAS DE REFINACION
Eliminar del aceite los
ácidos grasos libres y los
mucílagos, con objetivo de
mejorar el sabor y la
brillantez, lo que se
consigue mediante la etapa
de neutralización.
Eliminar las materias colorantes, a fin de obtener un
aceite de color blanco de agua o, al menos de color muy
claro, a lo cual se procede por medio de la etapa de
blanqueo.
Eliminar todos los olores y emanaciones
desagradables, lo que se consigue recurriendo a la
desodorización.
.
TRATAMIENTO PREVIO DEL ACEITE.
Antes de la refinación, el aceite debe ser lo más puro
posible, es decir, debe haber sido tamizado y filtrado
en la forma habitual, no presentar presencia de
mucilagos, de tenerlo se debe extraer la goma.
EXTRACCIÓN DE LA GOMA
La extracción de la goma es un proceso operativo que se
realiza para extraer la lecitina y otros elementos extraños
que tiene el aceite crudo. Ciertas impurezas del aceite
tales como los fosfátidos, las proteínas o algunos
fragmentos de las mismas y las substancias viscosas o
mucilaginosas, son solubles en el aceite
solamente cundo se encuentran en forma
anhidra.
Se pueden precipitar y extraer las impurezas si están
hidratadas; otros de los métodos empleados son
calentamiento intenso; uso de ácidos fuertes.
Generalmente no resulta económico extraer la goma
del aceite en forma separada porque el porcentaje de
lecitina es muy pequeño. Además de eliminar la
lecitina, este proceso de extracción de la goma
también quita cualquier otro elemento extraño.
No obstante, la cantidad que se elimina es tan
pequeña que se puede hacerlo también durante el
procedimiento de refinación alcalina. . El costo de
equipos adicionales, los gastos de mano de obra y la
pérdida de aceite no garantizan la extracción de la
goma del aceite si se va a ser sometido a una
refinación alcalina.
El método del uso de ácidos fuertes se realiza a
temperatura baja, normalmente se usa el ácido
sulfúrico o fosfórico 0.5 – 1.5%, en peso; el ácido
descompone las impurezas, temperatura empleada es
de 30 – 35 ºC, por un tiempo de segundos.
Luego de la floculación se agrega agua 1 – 2% (agua
caliente) para diluir el ácido y este reaccione con el
aceite. El agua se utiliza para diluir el ácido,
solubilizar residuos eliminados, luego se pasa a una
centrífuga para separar el aceite del agua.
REFINACION (NEUTRALIZACION) CON
ALCALI CAUSTICO.1.- Empleando soluciones
fuertes.El álcali más empleado es el
hidróxido de sodio NaOH por su menor costo y mayor eficacia.
En un tanque cilíndrico de fondo cónico se mezcla el aceite a una temperatura de 30-40ºC con exceso de lejía de concentración variable 18-39º Be.
Se añade la soda cáustica a través de una boquilla
pulverizador (atomizador) a la vez que se agita
enérgicamente el aceite, esta adición puede durar 10 a
20 minutos. Cuando la soda cáustica se halla
mezclada completamente con el aceite se disminuye la
velocidad de agitación.
Se eleva la temperatura hasta 60ºC mediante
serpentín o chaquetas de vapor por un tiempo de 30
minutos.
Se reduce la agitación para que las moléculas de
jabón aumenten de tamaño y facilite la separación
(agitación de 30 – 40 r.p.m.).
Una vez formado los jabones se deja enfriar (aquí el
precipitado de jabones es mucho mayor); se separa
por centrífuga. Luego el aceite es lavado con agua
caliente para extraer el jabón adicional.
Empleando soluciones diluidas.Este método puede ser aplicado a todo tipo de grasas y
aceites incluso en el aceite de algodón obtenido a partir
de semillas no descascarilladas, no obstante debe
tenerse presente el empleo final de las pastas de
neutralización.
Este método cuando se realiza con las debidas
precauciones determina menores pérdidas de aceite
neutro.
Método empleado para aceites de bajo contenido de
ácido grasos libres (0.5 – 1.0 – 2.0%). El método es
el siguiente: el aceite crudo se calienta hasta unos
95ºC, agitando continuamente, se detiene la agitación,
y se adiciona por rociado un álcali diluido de unos 4º
Be caliente 98-100ºC.
La temperatura de solución del álcali debe ser
ligeramente superior a la del aceite para evitar la
formación de emulsiones difíciles de romper.
En este método puede agregarse una excesiva soda
superior a las que se emplea en álcalis fuertes.
Luego de adicionar el álcali se agita lentamente por
un tiempo de 20-30 minutos, se deja precipitar los
jabones por unas dos horas, luego se separan las
capas. Después de realizar la separación por
centrífuga, el aceite se lava con agua caliente (para
evitar emulsiones) 95-100ºC debido a que existen
trozos de jabón.
DECOLORACIÓN O BLANQUEO DE ACEITE
Los aceites, de orígenes diversos,
tienen colores muy diferentes:
blanco (coco), amarillo claro,
amarillo dorado, amarillo intenso,
rojo dorado, rojo intenso, etc.
Como es importante que los aceites y las grasas
destinadas a la industria alimentaria sean limpios y
claras lo más posible, es necesario eliminar las
materias colorantes naturales. Ciertas de estas
sustancias son portadores de elementos que dan mal
olor, se produce a su eliminación por la decoloración.
ABSORBENTES.
Hoy en día, el blanqueo se efectúa casi en todas partes por medio de absorbentes, como las tierras decolorantes (naturales o artificiales), o el carbón activado o ambos productos a la vez.
La elección de un absorbente depende:Costo de absorbenteActividad del mismoRetentividad para el aceite.
Las tierras decolorantes naturales son: la tierra de
batán inglesa, tierra florida de los Estados Unidos, la
bentonita.
Las tierras decolorantes artificiales son: arcillas
activadas mediante ácidos, que se obtienen tratando
arcillas con ácido sulfúrico o clorhídrico.
Estas tierras pueden obtenerse en diversas calidades
ácidas o neutras, bajo nombres comerciales como:
tonsil, natril, etc. Las arcillas activadas, tienen un
significado especial en la química de los aceites por su
adsorción selectiva, le da armas para remover
impurezas indeseables en aceites y grasas como son:
Colores oscuros
Clorofila, gomas, proteínas, jabones, carbohidratos y
fosfolípidos.
El carbón activo se obtiene tratando carbón vegetal con
cloruro de zinc o vapor caliente.
Las densidades aparentes (expresadas en libras por pie
cúbico) y la retención del aceite (expresada en porcentaje
de aceite con relación al peso del producto) para tres
grupos de absorbente son:
Densidad Capacidad de
retención
De aceite
Tierra decolorante natural 50 20-35%
Tierra decolorante artificial 45 30-40%
Carbón activo 30 +50%
Las características críticas que hay que considerar para seleccionar la tierra de blanqueo son:
Contenido de humedadVolumen del pesoPaso volumétricoRetención de aceiteVelocidad de filtración (fino o grueso de la arcilla)Contenido de ácido a pH de la arcillaTiempo de contacto durante el procesoTemperatura de blanqueoRelación con el contenido de ácido grasos libres
MÉTODO DE BLANQUEO
Después de la separación de la masa jabonosa y del
lavado, la carga de aceite se pasa de la caldera de
neutralización a la de blanqueo mediante bombeo
o haciendo el vacío.
Antes del blanqueo debe secarse el aceite
calentándose en la misma caldera indirectamente (con
el serpentín de vapor) a una temperatura de 100-
105ªC, poco más o menos durante un tiempo
aproximado de 10 minutos.
El blanqueo puede ser realizado bajo condiciones de
presión atmosférica, la tierra debe agregarse al aceite
refinado (neutralizado) a 80ºC, elevar la temperatura
rápidamente 100-110ºC y mantenerlo así el tiempo
suficiente para que la humedad se elimine y se logre el
efecto de blanqueo máximo.
El tiempo no es tan crucial como la temperatura
máxima. Por lo general, basta un tiempo de contacto
de 15 a 20 minutos para que ya no haya humedad y
termine la reacción.
El blanqueo al vacío, sea por lote o continuo, es hasta
cierto punto más efectiva que el atmosférico. Puede
utilizar menos tierra, cantidad no calidad, operar a
menos temperatura máximas minimizar la oxidación
al reducir la exposición al aire y permitir que el aceite
se enfríe antes de regresarlo a sus condiciones
atmosféricas.
FILTRACIÓN DESPUÉS DEL BLANQUEO.
Una vez que la mezcla de absorbente ha desempeñado
su función, es muy importante eliminar totalmente las
tierras del aceite mediante filtración efectiva, ya que
la tierra residual podría obstruir el equipo y actuar
como un preoxidante muy fuerte.
BLANQUEO CONTINUO.
Hay varios métodos de blanqueo continuo, pero
muchas refinerías todavía prefieren el discontinuo.
Las características comunes de la mayoría de los
procedimientos continuos son los siguientes:
Aplicación de tierra decolorante o carbón de ambos
productos en forma de lodo.
Mezcla continua de lodo o pasta con el aceite en
cantidades convenientemente dosificadas en un
recipiente especial, generalmente al vacío.
Eliminación del aire disuelto y de la humedad (en el
mismo recipiente de la mezcla) si en él se ha hecho el
vacío).
Calentamiento a la temperatura de blanqueo.
Vaporización en una torre o
cuba de blanqueo.
Filtración mediante filtro-
prensa cerrados (con una
prensa de reserva a fin de que
constantemente funcione una
a dos prensas) o de
separadores centrífugas.
DESODORIZACION:
Esta operación constituye la última
fase de la purificación destinada a
producir finalmente un aceite
inodoro e insípido.
Después de la neutralización y la
decoloración, el aceite contiene
todavía productos que dan mal olor
al aceite. Estas materias son
volátiles, ellas se desprenden por
evaporación.
MÉTODOS DE DESODORIZACIÓN:
Entre los diversos métodos posibles de
desodorización sólo una se utiliza actualmente con
carácter general: la desodorización por medio de
vapor vivo al vacío. Como los compuestos químicos
a los que se deben el sabor y olor son todos volátiles,
pueden ser eliminados mediante este tratamiento.
Plantas Discontinuas.- su aplicación es sencilla: se
caliente el aceite a temperatura comprendida entre 150
y 250ºC y se hace el vacío en la mayor medida
posible. A continuación se inyecta vapor vivo
(recalentado o no) a una presión de unos 2 a 4 kg/cm2
y a una temperatura de 300 a 310ºC; durante 4 y 7
horas.
Este vapor se denomina vapor de arrastre. La larga
duración del proceso se explica por el hecho de que
bajo la influencia del calor y del vapor, se forman
otros compuestos odoríferos volátiles, que también
hay que eliminar.
Este vapor se denomina vapor de arrastre. La larga
duración del proceso se explica por el hecho de que
bajo la influencia del calor y del vapor, se forman
otros compuestos odoríferos volátiles, que también
hay que eliminar.
Después de la desodorización, el aceite se pule por
filtración después de haberlo enfriado al vacío hasta
una temperatura de unos 50ºC.
Plantas continuas.- En estas plantas, el aceite
circula por gravedad, desde la parte superior al fondo
de una columna, sobre una serie de placas. La
corriente puede ser totalmente continua o
interrumpirse a intervalos regulares con la apertura y
cierre de válvulas que retiene el aceite durante un
corto período en cada placa o sección antes de dejarlo
pasar a la próxima. Esta corriente interrumpida es
semi-continúa, pero la corriente general a lo largo de
la planta es siempre continua.
Cada placa o sección está compartimentada de
diversas maneras. Frecuentemente, se instalan
permutadores externos entre el aceite frío que entra y
el aceite caliente que sale. El aceite fluye a través del
desodorizador durante 20 a 60 minutos, según el
sistema que se utilice.
Al igual que en los desodorizadores por lotes, la
temperatura, la tasa del vapor y el vacío son factores
determinantes. El consumo de vapor y de agua
refrigerante en un desodorizador continuo es una
tercera parte, o menos, que en un desodorizador por
lotes.
La pérdida de aceite también son menores, aunque
ese factor no es tan significativo como en el caso de
neutralización. La pérdida de aceite en una planta
continua deberá ser aproximadamente del 0.2% y en
un planta por lotes puede llegar tal vez al 0.3%.
El consumo de agua y de vapor para refrigeración
varía según los sistemas, pero puede darse como
indicación la cifra de 150 a 250 kg. de vapor por
tonelada de aceite, en tanto que el consumo de agua
de refrigeración en una planta continua de tamaño
mediano se sitúa entre 70 a 100 veces aquella cifra.
Existe una equivalencia entre el hidróxido de sodio y el hidróxido
de potasio y se basan en los pesos moleculares de los mismos
PM (g)
KOH 56.1 1ml KOH 0.1N = 5.61 mg
NaOH 40.0 1ml NaOH 0.1N = 4.00 mg
Por tanto gastaría menos peso de NAOH PARA TITULAR UNA
CANTIDAD IGUAL de acido grasos libres, que al hacerlo con
hidróxido de potasio. Entonces para poder establecer una relación
titular con NAOH a mg de KOH podemos plantear multiplicar al
peso en mg de NAOH empleados por 5.61/4 = 1.4025 y
obtendríamos los mg de KOH QUE SE EMPLEARAN.