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Procesos Alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales

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La neutralización o refinación química mediante el uso de sosa cáustica ha sido el método más utilizado para purificar y eliminar inicialmente las impurezas no deseadas que afectan el sabor, olor, apariencia y estabilidad de los productos finales en los aceites y las grasas; sin embargo, con mucha frecuencia este proceso es causa de las mayores pérdidas, razón por la cual uno de los objetivos principales de la industria ha sido también el hecho de encontrar nuevas técnicas, y de ser posble sustituirlas con un  proceso más eficiente y de menores costos. 

Las pérdidas asociadas al proceso de refinación química tiene su orígen durante el proceso de neutralización, al formarse jabón (soapstock) durante la reacción de los ácidos grasos libres (AGL) presentes en los aceites con la misma sosa cáustica, y por la saponificación del aceite con la misma sosa cáustica que se adiciona al aceite libre que se absorbe en el jabón formado. Adicionalmente, existen también otros problemas asociados y que repercuten en el costo del producto final como lo son:

  • - Alta Inversión Económica en equipos y maquinaria.
  • - Manejo de Sosa Cáustica en diferentes concentraciones.
  • - Disposición del Jabón o soapstock obtenido durante el proceso.
  • - Alto Consumo de Agua.
  • - Problemas de tipo Ambiental.
  • - Mayores Costos de Operación. 

Con el objeto de disminuír estos problemas derivados de la refinación química con sosa cáustica, se han descubierto otras nuevas alternatives, como por ejemplo la refinación física. La Refinación Física es un proceso que consiste en la DESTILACION de los ácidos grasos de un aceite desgomado con un contenido mínimo de fosfátidos y otros "contaminantes" químicos. Este proceso generalmente es aplicado en aceites con un alto grado de ácidos grasos libres (AGL) y que NO contengan impurezas excesivas como fosfátidos en el caso de aceites de soya o canola; o bién como gosipól en el caso del aceite de algodón. 

Para que los aceites de soya y canola puedan ser refinados físicamente, es necesario que los aceites crudos sean sometidos a un buen proceso de desgomado y/o pre-tratamiento que los purifique y los deje con un nivel de impurezas que no interfiera con el proceso de destilación (deodorización) en la etapa final. El aceite crudo de soya contiene contiene un alto pocentaje de fosfátidos que lo hacen impropio para la refinación física. Los procesos convencionales de desgomado y pre-tratamiento para el aceite de soya, en combinación con agua para la refinación química con sosa cáustica han sido los siguientes:

  • a) El desgomado con agua para la eliminación de las gomas y/o producción de Lecitina de Soya.
  • b) El pre-tratamiento en medio ácido previo a la neutralización para eliminar fosfátidos no hidratables.
  • c) El tratamiento con sílicas (opcional).
  • d) El blanqueo. 

El obejtivo se ha basado en la reducción del contenido de Fósforo a niveles mínimos (<5ppm) que permitan que el proceso de deodorización sea eficiente y de esta manera obtener un aceite de soya "deodorizado" de maxima calidad y estabilidad. Para obtener un producto similar sin usar la refinación química, se require de procesos de desgomado especiales que reduzcan el contenido de Fósforo a <10ppm. Algunos de estos procesos son:

1.- Desgomado en miscela: está basado en la filtración de la miscela a través de una membrane que elimina los fosfátidos por ser de mayor tamaño que los triglicéridos (18.5 nm VS 1.5 nm). En el proceso, otras  impurezas metálicas y azúcares se encapsulan con los fosfátidos. Al filtrarse la miscela se obtiene un aceite muy puro. La desventaja de este proceso ha sido su alta inversion y posibles problemas en las membranes durante operación continua.

2.- Desgomado enzimático: require partir de un aceite desgomado con agua, para lo cual se calienta el aceite a 140ºF (60ºC), se le adiciona un controlador de pH, se mezcla con una solución de enzimas, se pasa a un tanque de retención y luego a centrifugación y posterior secado. El nivel de Fósforo obtenido es normalmente menor de 5ppm.

3.- Súper desgomado: parte de un aceite desgomado convencionalmente con agua. El aceite se calienta y después se le añade ácido cítrico que se procesa en un mezclador de alta intensidad y luego es pasado a un tanque de retención en el que se le agrega una solución alcalina y después se procede a centrifugar. Por ultimo, el aceite es lavado con agua en dos etapas con separación en centrífugas. El proceso reduce el contenido de Fósforo a menos de 10ppm.

4.- Unidesgomado: es una variación del proceso anterior, el cual tiene por objeto reducer el contenido de Fósforo a menos de 5ppm. El aceite súper desgomado se enfría a 76-78ºF (25ºC) y se le agrega agua o una solución alcalina débil y se mantiene en un tanque de retención por varias horas. Después se calienta y se separa en una centrífuga.

5.- Desgomado especial: parte del aceite crudo de spya que se calienta a 140ºF (60ºC) y al cual se le dosifica ácido fosfórico o cítrico y se introduce en un mezclador de alta intensidad. Se neutraliza el exceso de ácido utilizando sosa concentrada, se le adiciona agua a la mezcla y se deja reaccionar durante 30 minutos. Se separan las gomas en una centrífuga. El proceso reduce el contenido de Fósforo a un nivel entre 15 y 30ppm.

6.- Desgomado suave: conocido también como "soft-degumming" parte de un aceite crudo o desgomado convencionalmente que se calienta en una primera fase y se mezcla con un reactante para que forme un complejo con los metáles de hierro (Fe), calico (Ca) y magnesio (Mg) (normalmente EDTA). La mezcla se envía a un tanque de retención de donde se centrifuga para separar las gomas. El proceso reduce el contenido de Fósforo a ,5ppm y el hierro (Fe) a <0.05ppm. Posteriormente, el aceite tiene que lavarse, secarse y blanquearse. 

Como complemento a cualquiera de estos procesos; antes de la refinación física o deodorización final, es necesario llevar a cabo un lavado y/o pre-tratamiento, así como normalmente seguir el proceso convencional para el blanqueo del aceite. 

Paralelamente, existen varios procesos alternatives para la neutralización o refinación de un aceite, SUSTITUYENDO la sosa cáustica por otros reactivos químicos, con el fin de evitar las pérdidas, disminuír los costos y reducer en forma considerable algunos problemas de contaminación ambiental, los cuales son:

1.- Refinación con potasa cáustica o hidróxido de potásio (KOH): el objetivo básico es eliminar los problemas de contaminación ambiental ocasionados por la disposición del soapstock cuando éste se acidula para obtener ácidos grasos. Los efluentes del proceso de acidulación son muy contaminantes ya que tienen un alto grado de BOD, un pH muy bajo y alto contenido de aceite y grasa residuales, asi como otras sustancias orgánicas e inorgánicas sujetas a disposiciones legales y de control ambiental.

2.- Refinación con silicato de sodio: en este proceso se utilize un silicato de sodio líquido para la neutralización de los ácidos grasos que forman jabones de sodio precipitables y filtrables. Hasta la fecha se conocen muy pocos detalles acerca de este proceso.

3.- Refinación orgánica: está basado en el uso de un ácido orgánico como agente reactante. Las ventajas de este proceso son:

            - No require de la etapa de refinación o neutralización.

            - No require de la etapa de lavado.

            - Disminuye en forma significativa la contaminación ambiental.

            - Mejora la calidad final del producto.

            - Reduce la inversion de capital.

            - Tiene la capacidad de reciclar casi toda el agua usada en el proceso.

            - Produce cantidades mínimas de efluentes.

            - Mejora el rendimiento del aceite.

            - Puede aplicarse a la producción de aceites crudos o desgomados.

CONCLUSIONES:

Existe una fuerte tendencia a optimizer el proceso de refinación química; y en este sentido, la refinación física puede aplicarse a muchos aceites con alto índice de acidéz y bajo o nulo contenido de fosfátidos, como los aceites de palma y coco. Para llevar a cabo la refinación física del aceite de soya, se require llevar a cabo un proceso de desgomado especial, que reduzca el contenido de Fósforo a un máximo de 10-15ppm. El proceso de blanqueo previo a la deodorización es esencial para asegurar una Buena calidad en el aceite terminado. Existen diversos procesos de desgomado que pueden aplicarse para obtener un aceite de soya con calidad becesaria para usar la refinación física. También existen procesos químicos alternatives al uso de la sosa cáustica en la neutralización, sin embargo, cada compañía en particular deberá analizar las alternatives, de acuerdo con la disponibilidad de equipos y características específicas y seleccionar la mejor opción para llevar a cabo el proceso de neutralización. Muchos de los procesos y datos citados en este artículo están cubiertos por patentes de diferentes empresas comerciales. La información citada es por tanto de índole general ya que mucho de los detalles y parámetros hasta la fecha todavía no son totalmente conocidos.

 
Autor/es
Texas, Estados Unidos de América
Ingeniero en Produccion Animal - Zootecnista
(18810)
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Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
19/02/2014 | Estimado Ing.Rios, le sugiero que disminuya la temperatura del aceite a 60 C para efectuar la adiccion de la sosa caustica, ya que 80 a 85 C es muy alta y activa el proceso de saponificacion del aceite. Espero este simple cambio de parametro de proceso le ayude a disminuir el contenido de jabon residual. No puedo darle mas consejos ya que la descripcion que hace de su proceso es muy escueta.

Saludos
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Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
20/02/2014 |

En cuanto a la refinación de aceite de pescado, pruebe haciendo un pretratamiento primero en el mismo reactor agregando acido fosforico o acido citrico a 60 grados centigrados,agite 15 a 20 minutos, luego caliente a 80 grados centigrados, agregue la sosa a 80 grados centigrados y el agua caliente espere para decantar y separe la borra.

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Juan Francisco
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sevilla, Andalucia, España
Ing. Civil
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
13/03/2014 |

Buenas tarde, me gustaría saber si se podría neutralizar un aceite de orujo crudo de oliva con hidróxido cálcico, para sacar jabón cálcico y si habría algún problema en la centrífuga al separarlo y por otro lado si quisiera desdoblar dichas pastas, para sacar unas oleínas, el agua que me queda decantada seria sulfuro cálcico mas agua. dicha agua me vale como fertilizante.

Un cordial saludo
ATTE:JUAN FRANCISCO MORALES PEREZ

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jorge manosalbas cobos
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Córdoba, Andalucia, España
Ing. Químico
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
19/03/2014 |

Hola, mi empresa se dedica a comprar aceite de borras de oliva y luego realizar una neutralizacion quimica con sosa a al 17% en un calentador a 65-70 grados centrigrados. Pues bien, todos los pasos los hago correctamente, pero me es muy dificil sacar el aceite. Usamos una batidora en la que se bate la mezcla hasta que alcanza la temperatura de 65 grados, luego añadimos la sosa y dejamos batir unos 5 minutos. En ocasiones el aceite sube rapidamente, pero en la mayoria no sube ni se produce la separacion de fases para recuperar el aceite.

Donde puede residir el problema?? en la temperatura de la mezcla, en el tiempo de batido, en la concentracion de la disolucion, seria recomendable un desgomado previo??????

Cuanto tiempo puede tardar el aceite en subir?? es que en ocasiones es simultaneo y otras no sale. Es posibke que si se deja reposar suba lentamente durante 24 horas. Normalmente si a la hora no ha subido añadimos acido para recuperar la mezcla.

Muchas gracias

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Javier Iharour De Sloover
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Capital Federal, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Médico veterinario - Ms. Cs. en Nutrición Animal
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
11/04/2014 |

Estimado Jorge: tu problema referente a la separación de fases luego de la neutralización con soda cáustica, radica en que la temperatura que usan para la incorporación de la misma NO ES SUFICIENTE para producir la reacción electroquímica necesaria; pero aquí se te va a presentar otro problema mayor: AL AUMENTAR LA TEMPERATURA PRODUCIRÁS UNA DESNATURALIZACIÓN DEL ÁCIDO GRASO MÁS DESEADO EN EL OLIVA: EL OMEGA 3. Por tal motivo tu proceso es variable en tiempo y resultados.

Saludos cordiales:
Dr Javier Iharour De Sloover
M.V. MS. Cs. Nutrición Animal

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Antonio Parra
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Santiago, Region Metropolitana, Chile
Quimico
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
14/04/2014 | Estimados,

Tengo el privilegio de trabajar en la planta mas nueva de latinoamerica en cuanto a refinado fisico y quimico. En cuanto al refinado quimico lo mejor es acondicionar el aceite por 3 horas a 60° . La cantidad de Acido citrico debe ser de 1 Kg. por cada Tonelada procesada.

Saludos!
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Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
14/04/2014 | Sr. Antonio Parra, qué clase de aceite a procesar, para qué es el ácido Cítrico, desgomado? cuál es la concentración del ácido ? Previamente diluído, en agua o el mismo aceite, o lanzado al aceite calentado a 60 grados ? Que grado de acido, técnico o de laboratorio ? El proceso es antes o despues de neutralización ? Gracias.
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monica diaz
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Popayan, Cauca, Colombia
Estudiante
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
10/07/2014 | HOLA
en este momento me encuentro desarrollando un proyecto para la producción de aceite de pescado refinado a partir de subproductos y he tenido muchos inconvenientes con la etapa de neutralizacion... quien puede ayudare por favor con eso se lo agradecería (consejos)
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Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
12/07/2014 | Muchas gracias Eng. Diaz por la información, en el desgomado enzimático, ¿ como selecciono las enzimas? y la técnica para desgomar.
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nicolas del pino
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Bucaramanga, Santander, Colombia
Estudiante
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
25/07/2014 | Una pregunta, cuando realizo desgomado ácido, se me forman quelatos, gomas y elimino los fosfàtidos. Mi pregunta es como hago para eliminar o separar mi aceite de esos quelatos y gomas? ¿ Me queda acido citrico ?.

Por otro lado quisiera saber la cantidad de vapor de agua que tengo que suministrar en el proceso de desodorizacion para eliminar los AGL?
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