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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
(19123)
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
13/09/2014 | Estimado Alejandro es bastante alta la acides de la grasa--y por cada punto de acides que deseas bajar tienes una perdida de 3% en jabones y esos jabones te arrastran un 10% de grasas--mi pregunta es --trabajas grasas de terceros--o grasas propias--salen de que material y el proceso de la extraccion---Tema medicion de la legia tienes que conseguir un densimetro--ya que alguna formulas de legia se usan con legias fuerte o segun caso mas debiles----atte severino perez
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
14/09/2014 | Estimado Alejandro para neutralizar aceites con acides alta es conveniente hacer neutralizado por destilado de acidos grasos--asi podes tener un 3 % de mermas o sea en relacion con la neutralizacion con legia en mucho mejor atte severino
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
15/09/2014 | Estimado Alejandro cuando es alta la acides de las grasas es conveniente realizar neutralizacion por destilacion de acidos grasos--ya que puedes obtener mayor rendimientos y menor perdidas con una grasa con una acides de 5% tienes una perdida de 1%-mientras con la neutralizacion con legias cauticas la perdidas es de 18 % para llegar al 1,5% de acides---atte severino
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Alejandro Rocha
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Mexico, Distrito Federal, México
Ing. en Alimentos
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
15/09/2014 | ESTIMADO ING. LA MAYORIA DE GRASA QUE REFINO ES DE TERCEROS Y LA VERDAD SI VIENE UN POCO ELEVADA DE ACIDEZ, Y ME PARECE INTERESANTE EL TEMA DE LA NEUTRALIZACION POR DESTILACIO DE ACIDOS GRASOS, ME PODRIA PROPORCIONAR LOS DATOS PARA LA REALIZACION DE ESTE PROCESO TANTO MATERIAL COMO MAQUINARIA, PARA VER SI LO PUEDO ACOPLAR A MI SISTEMA SE LO AGRADECERIA.

ATTE
ALEJANDRO

SALUDOS.
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
15/09/2014 | Estimado destilacion de acidos grasos--es introducir la grasa a una temperatura de 60 grados centigrados dentro de un reator cerrado con agitador --hacer vacio con bomba para vacio--luego aumentar la temperatura hasta 130 grados---se le inyecta vapor directo por una serpentina perforada hacia el fondo del reactor--la serpentina se instalara en el fondo de reactor---calentar la grasa hasta 200 grados centigrados--asi el vapor atravieza la masa de la grasa--arrastrando la acides de la grasa ya que es afin al agua-o vapor -la grasa para sacarla del reactor se debe bajar a temperatura a 50 grados centigrados--MAQUINAS
REACTOR CON AGITADOR-con tres serpentinas una preforada parra vapor--otra para fluido termico y la otra para agua fria -GENERADOR DE VAPOR--CALENTADOR DE FLUIDO TERMICO--BOMBAS PARA TRASLADO DE FLUIDO TERMICO---BOMBA DE VACIO HASTA 30 Hg---TANQUE AGUA FRIA---asi podras tener muy pocas mermas y neutralizar grasas de alta acides--atte severino
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
17/09/2014 | Estimado Alejandro .tienes que tener cuidado con la neutralizacion quimica con legias causticas---te pregunto como sabes que la grasa esta neutralizada el el tanque neutralizador ----y como sabes cuando se debe dejar de introducir a la masa de la grasa caliente la legia---que aparece ...que podes ver cuando se realiza la neutralizacion--saludos severino
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
17/09/2014 | Me olvidaba despues de neutralizar la grasa se debe lavar con agua caliente---y luego secar para luego filtrar para asi se eliminan la totalidad de los jabones
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Elizabeth Hernandez
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Acarigua, Portuguesa, Venezuela
ingeniero agroindustrial
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
19/09/2014 | que interesante, hablan de grasas para referirse al material sólido y en lo que se refiere aceites, estoy trabajando un aceite de girasol, con una acidez de casi 5%, debo darles dos vueltas , para lograr bajar la acidez a nivel de neutro a por lo menos 0.15%, puedo usar el método de destilación de ácidos grasos para el aceite?
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
19/09/2014 | Estimada Elizabeth si cuando las grasas de bajo o de alto titulo tienen mas del 3 % de ácidas es conveniente hacer neutralización física o sea por destilación de ácidos grasos--la refinación física de grasas o de mal llamados aceites ya que todos son grasas--la neutralización se realiza en el desodorizado como también se hace la eliminación de olores y sabores---pero atención la destilación de ácidos grasos deja como mínimo una acIdes de o,30% para dejar a 0,15% se realiza la siguiente operación dentro del dezodorizador se reduce la grasa a una temperatura de 60 grados centígrados para luego extraer la grasa y hacer neutralización con legia de 7 grados baume--una legia pobreo -LUEGO PASAR POR FILTRADO PARA ELIMINAR ALGUNOS JABONES QUE PUEDE PRODUCIR LA DESTILACION
La grasa dentro del reactor o dezodorizador para comenzar a relazar destilación o inyección de vapor debe estar a 120 grados centigrados para ir elevando dicha temperatura a 180 grados centígrados como mínimo--y con vació de 30 Hg--ASI NO TENDRÁN MAS QUE EL 1% DE PERDIDAS--SALUDOS SEVERINO
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Severino Martin Perez
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Turdera, Buenos Aires, Argentina
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
Re: Foro sobre procesos alternos para la Refinación Química de Aceites Vegetales
19/09/2014 | Elizabeth tengo grandes amigos en Venezuela en Maracaibo---en Ciudad Ojeda---y Barquesimeto---y tenemos presentado un proyecto para procesar todos los residuos del Mercado de las Pulgas que estan tirando en la Bahia de Maracaibo y los subproductos ganaderos y avicolas ---asi pueden hacer alimentos para porcinos --ya que el alimento balanceado es muy caro por ser importado---saludos severino
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