Post on 29-Oct-2019
Conceptos Basicos y Optimización del
Proceso de Blanqueo
Federico Corvetto
OBJETIVOS • Principios del Blanqueo:
• Que es el Blanqueo
• Que es la tierra de blanqueo
• Como funciona la tierra de blanqueo
• Optimización del Proceso
• Como seleccionar la mejor tierra
• Como seleccionar las condiciones de operación
• Los diferentes procesos de blanqueo
Definiendo “Calidad”
A pesar de que tecnicamente Calidad tiene un significado único, comercialmente se interpreta desde varios puntos de vista o se le da prioridad a unas variables sobre otras, siendo las mas comunes:
-- Clorofila -- Color (RB & RBD)
-- Fósforo -- Anisidina
-- Metales -- Peróxidos
-- Estabilidad Oxidativa
El Blanqueo reduce
• Elementos que dan color al aceite
• Carotenos, Luteinas, Clorofilas
• Pro-oxidantes
• Trazas de Metales, Peróxidos, Aldehidos, Cetonas
• Sub-productos de hidrólisis
• Jabones, AGL
• Fosfolípidos
Que es la tierra de blanqueo
Materia Prima
Materia prima Montmorillonita
Materia prima Oil-Dri Attapulgita/Montmorillonita
Como trabaja la tierra de Blanqueo? • Absorcion
• Llenando los poros intragranulares de las particulas de la tierra
• Filtracion • Remocion fisica por filtracion de las particulas en
suspencion
• Catalisis • La superficie activa de la tierra degrada los
peroxidos
Diferentes Niveles de Activación
• Tierras de blanqueo naturales pH 6 - 8
• Ideales para la producción de aceites orgánicos
• La mejor opción para Palma, Grasas Animales con bajo contenido de colagenos y Girasol sin clorofila
• El menor incremento de AGL
• Menor fijación de color
• Diferente de tierras neutras
• Se puede usar en Bio-diesel
Diferentes Niveles de Activación
• Tierras de superficie modificada
• Bajo nivel activación ácida pH 4 – 6
• Mejor para aceites bajos en clorofila como soya, maiz, girasol, etc.
• Menor incremento de AGL
• Alto nivel de activación ácida pH 2 – 4
• Mejor para aceites altos en clorofila como soya, canola, Colza.
• Ideales para aceites y grasas animales difíciles de blanquear
Mayor Activación Mejor Remoción de Clorofila
395
138
8162
44
130
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Chlor
ophy
ll ppb
Starting Oil: 10,213 PPB ChlorophyllConditions: 200g, 1% , 110 C, 50 mBar
Optimización del Blanqueo Variables que afectan el Proceso de Blanqueo
• Calidad del aceite crudo
• Clorofila, P, Metales, IP, VA.
• Calidad del refinado cáustico/degomado
• Nivel de activación de la tierra
• Natural, bajo ácido, alto ácido
• Uso de otros adsorbentes
• Condiciones de proceso
• Temperatura, tiempo de contacto, vacío, humedad • Naturaleza de la base mineral de la tierra
• Attapulgita/montmorillonita
Efecto de las Impurezas en la Calidad del Aceite
Selección de la Tierra de Blanqueo
• Defina y de prioridad a las variables mas importantes de calidad
• 1. Color
• 2. Clorofila
• 3. Fósforo
• 4. AGL
Selección de la tierra de Blanqueo
• Defina si filtración es un cuello de botella
• Depende del tamaño de su filtro versus el flujo de su planta (250-350 Kg/hr/m2), (10 a 12 kg solidos totales por m2)
• Defina si su aceite es Orgánico
• Tierra natural es la mejor opción y es diferente de tierra neutra. Confirme con el fabricante de la tierra
• Calidad y consistencia
Nivel de Actividad vs.
Variables de Calidad
• Clorofila: Tierras de alta activación ácida • Color RBD: Tierra Natural o de baja activación ácida • AGL: Natural, de baja activación, attapulgita • P: Attapulgita Natural o ácida • Filtración: En general tierras con base de attapulgita
filtran mejor. Hay diferentes DP. • Tipo de aceite: Orgánico – Tierra Natural
Efecto del Nivel de Activación en la Calidad del Aceite
• Entre mayor sea el grado de activación
• Mejora la remoción de clorofila
• Mejora la remoción de aldehidos y cetonas
• En algunos aceites mejora el color RB
PERO
• Puede deteriorar el color RBD
• Puede incrementar la velocidad de las reacciones de oxidación
Actividad vs. Filtración
• En algunas plantas de blanqueo la filtración puede ser clave
• Hay diferentes grados de Distribucion de Tamaño de Particula y por ende diferentes resultados en filtración
• En general cuando se compara el mismo mineral entre mas fina la tierra, mas actividad pero menos filtrabilidad. Hay excepciones
• Lo anterior no aplica al comparar diferentes minerales
Calculo del filtro e importancia de la filtrabilidad
• Calculo por capacidad de Solidos:
Max. capacidad de solidos 10 – 12 kgs tierra seca/m2/ciclo
Min. cantidad de torta en el filtro 4 kgs tierra seca/m2/ciclo
• Calculo por caudal de filtracion:
aceite refinado quimicamente: 0.30 – 0.35 mt/m2/hr
aceite refinado fisicamente: 0.25 – 0.30 mt/m2/hr
Otros Adsorbentes Usados en el Blanqueo
• Sílicatos Naturales
• Sílica Gel
• Carbón activado
Aplicación de Sílicatos Remoción de Principales Contaminantes
Clorofila – Color – VP/VA
FOSFOLÍPIDOS
METALES
JABONES
PAH PCB
Tierra de blanqueo
Silicato Natural
Sílicas/Silicato Natural
Carbón activado
Sílicas/Silicato Natural
Silicato Natural vs. Hydrogels
Start SBO
10.7 Red
Select 450
8.7 Red
Silica 10.9 Red
Condiciones: • 0.2% Dosis • 15 min • 70°C 120°C • Vac @ 75 mmHg
530
303
356
30
513
91
0
100
200
300
400
500
600
Chlorophyll ppb Soaps ppm
Starting SBO
Select 450
Silica
6.6
10.7
0.5
8.7
0.5
10.9
0
2
4
6
8
10
12
P ppm Red Color
Silicato Natural vs. Hydrogels Sílica Dosis Clorofila Rojo Amarillo Aceite inic. -------- 380 10 70 Select hum 0.15% 93 5.5 70
0.30% 53 7.9 70 Select sec 0.15% 183 8.9 70
0.30% 79 7.3 70 Hydrogel T 0.15% 345 10.1 70
0.30% 345 10.4 70 Hydrogel S 0.15% 345 10.1 70
0.30% 341 10.5 70
Silicato Natural versus Tierra de Blanqueo Capacidad de adsorción
P Ca Mg Fe Ni
Aceite Inicial
8.7 15.9 3.0 0.2 1.7
Select 0.2 0.3 0.1 <0.1 <0.1
Tierra de blanqueo
3.4 4.8 1.8 0.1 0.4
Procesos de Blanqueo • Blanqueo batch
• Blanqueo continuo
• Blanqueo con pre-tratamiento
• Sílica/Tierra filtración única
• Sílica/Tierra filtración doble
• Re-utilización de la tierra de blanqueo
• Importacia de la filtracion de pulido
Silicatos Naturales - Aplicaciones Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica
Filtracion Doble
Slur
ry T
ank
X X
Aceite Crudo
Borra /Soapstock
Centrifuga Primariae
Vacu
um D
ryer
(0
.10-
0.15
%
moi
stur
e)
Silica Usada
Tierra Decolorante
Silica
Filtro Vertical Versis
Centrifufugas de lavado
Vacu
um B
leac
her
Filtro Vertical Versis
Tierra Usada
Silicatos Naturales - Aplicaciones Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica
Filtracion Simple
Slur
ry T
ank
X X
Aceite Crudo
Borra /Soapstock
Centrifuga Primariae
Vacu
um D
ryer
(0
.10-
0.15
%
moi
stur
e)
Tierra Decolorante
Silica
Filtro Vertical Versis
Centrifufugas de lavado
Vacu
um B
leac
her
Tierra Usada
X
Aceite Blanqueado
Eliminación del lavado Datos de planta – Aceite de Canola
Condiciones
• 0.15% Select 30 minutos a 75°C
• 1% Tierra de blanqueo 20 minutos a 120°C
• Aceite neutro con 1200 ppm jabón y P <10ppm
• Color y estabilidad oxidativa equivalentes
Resultados blanqueo
Jabón ppm
P ppm
%AGL % H20
Lavado <150 <0.5 < 0.04 0.035 Select 350 < 45 < 0.5 < 0.05 0.032
Eliminación del Lavado Datos de Planta – Aceite de Soya
Condiciones
• 0.15% Select
• 30 minutos, a 75 °C
• Secado al vacío @ 100°C y filtrado (filtro retuvo 7Kg/M2; presión final < 40 psi)
Resultados Jabón ppm
P ppm
%AGL % H20
Aceite neutro <300 25-30 < 0.03 0.32 Select 350 < 20 < 5 < 0.05 0.035
Sistema de recuperacion de tierras agotadas
SILICA BLEACHER
70°C
90°C
90°C
100-125°C
VACUUM DRYER
CAKE BACK TO MEAL PROCESS
REDUCED CLAY
BLEACHED CLEAN OIL
VACUUM BLEACHER
STAND-BY
REFINED OIL
SILICA
Efectos de las particulas de tierra en el aceite blanqueado
• Ensuciamiento de las paredes del desodorizador, partículas finas de las tierras en el desodorizador puede disminuir la estabilidad oxidativa del aceite RBD
• Decantación de las partículas en los tanques de almacenamiento
• Perdida de la calidad del aceite en el almacenamiento
Filtos de Seguridad / Pulido
Model disposable “Cartridge”
Filter
Model disposable “Bag” Filter PTS / Cricket Filter
Pulido con Consumibles MAIN LEAF FILTER
POLISHING “BAG” TYPE FILTERS
FILTERED OIL TO STORAGE / DESO
OPTIONAL CARTRIDGE FILTER
Pulido de Limpieza automatica, PTS/Criquet
MAIN LEAF FILTER
Tanque de aceite blanqueado
Filtro PTS o Criquet
Filtro cartucho o Bolsa opcional
Salida de Producto filtrado
Salida de aceite con impurezas a reproceso
Condiciones de Proceso Principales Variables de Proceso
• Dosis de tierra
• Temperatura de blanqueo
• Tiempo de contacto
• Vacío
• Humedad del aceite en el blanqueo
Interacción Entre las condiciones de Proceso y las Variables de Calidad
• Clorofila (nivel activación – dosis tierra – temp)
• Color RB (dosis tierra – temp – tiempo contacto)
• Color RBD (dosis tierra – temp – tiempo contacto)
• Fósforo y metales (dosis tierra - humedad)
• Anisidina (nivel activación – vacío)
Optimización de la Temperatura de Blanqueo
• Temperatura: Entre mas alta (max 125C – 260F)
• Mejora la remoción de clorofila
• Mejora la remoción de color RB
• Puede mejorar la velocidad de filtración
PERO
• Incrementa la velocidad de las reacciones de oxidación
• Puede aumentar el color RBD
Temperatura de Blanqueo Color RB
ACEITE DE PALMA
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
90 105 120 TEMPERATURA (°C)
CO
LOR
RB,
CEL
DA
1"
Neutra Acida
Temperatura de Blanqueo Color RBD
ACEITE DE PALMA
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
90 105 120 TEMPERATURA °C
CO
LOR
RB
, CE
LDA
5¼
"
Neutra Acida
Temperatura de Blanqueo Color RB
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
CO
LOR
RB
, CE
LDA
5¼
"
B80C B81C
ACEITE DE MAIZ
95°C 115°C
Temperatura de Blanqueo Color RBD
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
CO
LOR
RB
D, C
ELD
A 5
¼"
B80C B81C
ACEITE DE MAIZ
95°C 115°C
Optimización del Tiempo de Contacto Optimo 15 – 30 minutos
• Tiempo de Contacto: Entre mas largo (5 – 240 min)
• Mejora el color RB
• Mejora ligeramente la remoción de clorofila
PERO
• Incrementa los subproductos de oxidación
• Puede deteriorar el color RBD
Optimización del Tiempo de Contacto Color RB
ACEITE DE PALMA
8.0
8.5 9.0
9.5 10.0
10.5
11.0 11.5
12.0 12.5
13.0
30 60 120 TIEMPO (MINUTOS)
CO
LOR
RB,
CEL
DA
1“
Neutra
Acida
Optimización del Tiempo de Contacto Color RBD
ACEITE DE PALMA
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
30 60 120 TIEMPO (MINUTOS)
CO
LOR
RB
D, C
ELD
A 1"
Neutra Acida
Efectos del Vacío • Mucho vacío (<50 mmHg) puede afectar la eficiencia
del blanqueo via una rápida evaporación de la humedad en el sistema.
• Muy bajo vacío (>100 mmHg) puede afectar la oxidación, el secado y potencialmente la filtración.
• Un vacío óptimo (50 - 100mmHg) es el perfecto equilibrio entre oxidación y eficiencia durante el blanqueo.
Efectos de la Humedad del Aceite
• Humedad óptima (0.3%) mejorará la remoción de clorofila y de fósforo.
• Demasiada humedad (>0.5%) puede afectar la filtración y reducir la eficiencia del blanqueo.
• Muy baja humedad (<0.1%) puede afectar la eficiencia del blanqueo via deshidratación de contaminantes.
Efectos de la humedad del aceite Aceite de soya refinado
3
3.2
3.4
3.6
3.8
4
4.2
4.4
4.6
4.8
Low Med High Low Med High Low Med High
Contenido de agua
Col
or ro
jo
Clay A Clay B Clay C
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Low Med High Low Med High Low Med High
Contenido de agua
Clo
rofil
a pp
b
Clay A Clay B Clay C
Baja = < 0.1% Optima = 0.2 – 0.4% Alta = 0.5 % Water
Condiciones constantes: 115°C, 25” Hg, 1.5%, 45 min
Resumen
• El blanqueo es un complejo grupo de reacciones simultaneas y no todas ellas estan mejorando la calidad del aceite.
• Es preciso entender como cada condición de proceso afecta cada variable de calidad y utilizar este conocimiento para optimizar nuestro proceso.
• Cada sistema tiene sus condiciones óptimas únicas (Temp, Tiempo, Tipo de tierra, Humedad, etc).
BIBLIOGRAFIA UTIL AOCS Lipid Library: http://lipidlibrary.aocs.org/
Providing Purification Products with Superior
Technical Service World Wide
GRACIAS