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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:
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:
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.
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