10/05/2011

Universidad Nacional Agraria La MolinaFacultad de Industrias Alimentarias

Extraccin de Aceite

Objetivos Conocer las operaciones unitarias y tratamientos que deben realizarse para la elaboracin de mermelada.

Aprender el funcionamiento adecuado de los equipos y materiales necesarios para las operaciones unitarias.

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Conceptos Bsicos Materia Prima. Secado y Almacenamiento de Granos. Tostado de Granos. Molienda de Granos. Mtodos de Extraccin. Refinado de Aceites.

Materia Prima Oleaginosas. Nueces. Palmas. Frutas.

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Secado y Almacenamiento Poder germinativo. cidos grasos libres. ndice de perxidos. Composicin acdica. Contaminacin fngica.

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Secado Humedad de grano: Aumento de acidez a menor humedad inicial. Temperatura del aire: No efecto sobre valor de perxido, aceite total, composicin acdica. La variacin del poder germinativo est en funcin de ambas variables analizadas, determinando que temperaturas menores a 53C son necesarias para mantener la viabilidad de las semillas. Tanto el valor de perxidos como los cidos grasos libres crecieron exponencialmente con la temperatura del aire de secado y linealmente con el tiempo de almacenamiento.

Almacenamiento Control de la humedad de los granos. Se presenta una disminucin del poder germinativo y un incremento de los cidos grasos libres conjuntamente con la contaminacin fngica (Aspergillus y Penicillum).

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Secado y Almacenamiento

Variacin del ndice de Perxido con el tiempo de almacenamiento cuando se secaron semillas de Paraso a temperaturas entre 25 y 90C. Fuente: Bax, M. et al.(2005).

Secado y AlmacenamientoVariacin de cidos Grasos Libres con el tiempo de almacenamiento cuando se secaron semillas de Trisum 568 (Alto Oleico) a temperaturas entre 25 y 90 C. Fuente: Bax M.M y col (2005).

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Secado y Almacenamiento

Contenido de tocoferoles en aceite crudo de soja obtenido de grano enteros con diferente contenido de humedad () una semana a humedad constante () una semana a humedad constante + tres semanas de almacenamiento. Fuente: Yan-Hwa Chuy Jiuh-Yauw Lin (1993).

Secado y Almacenamiento

Tambin se ha detectado que el secado de secado de granos puede afectar la concentracin de tocoferoles en el aceite de soja. Si bien durante el proceso de refinado del aceite se pierde parte de compuestos bioactivos y/o antioxidantes, mantener la mayor concentracin es deseable tanto para la estabilidad de los aceites como posible fuente de vitamina E.

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Tostado Lisis de las lipoprotenas. Aglomeracin de glbulos de aceite dispersos en el grano. Disminucin de viscosidad del aceite.

Molienda Disminucin de tamao de partcula. Incremento de rea de contacto. Menor recorrido del aceite al exterior.

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Extraccin de AceitesUna vez finalizada las etapas de preparacin y acondicionamiento de las semillas oleaginosas se procede a la extraccin de aceite. Existen diferentes mtodos, que pueden ser agrupadas en: Mtodos de Extraccin Mecnica o Prensado. Mtodos de Extraccin Qumica o por Solventes.

Mtodos de Extraccin MecnicaEs la separacin de lquidos contenidos en productos slidos mediante la aplicacin de fuerzas de compresin.1. Compresin o Prensado Discontinuo El rendimiento en la obtencin de aceite, mediante este sistema depende del grado de humedad de la semilla, mtodo de coccin y composicin qumica de la semilla. Para una carga determinada de semillas, el rendimiento en aceite depende de la velocidad con que se aplique la presin, el tiempo de drenaje del aceite a la presin total y temperatura o viscosidad del aceite. Se utilizan dos tipos de prensas: Prensa de Platos. La pulpa es exprimida en el interior de filtros, los cuales se sitan entre los platos de presin acanalados montados en pilas verticales. Prensa de Jaula. Compuesta por un cilindro finamente perforado, con un plato de presin interno que se puede mover hidrulicamente hacia adelante y atrs dentro del cilindro.

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Algunos Molinos

Molino de Una Muela

Molino de Dos Muelas

Molino de Tres Muelas

Molino de Cuatro Muelas

Algunas Prensas

Prensa de Jaula

Prensa Hidrulica

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Mtodo de Prensado2. Prensado Continuo El aparato utilizado se conoce con el nombre de Expeller. Las semillas oleaginosas son introducidas a un cilindro de paredes gruesas, en cuyo interior hay un tornillo pulimentado y giratorio con un paso de rosca gradualmente decreciente. Las semillas son atrapadas entre el tornillo y la parte interior del cuerpo del cilindro con un rea de flujo cada vez menor que da como consecuencia un incremento de compresin. El licor extrado de la torta, es decir, el aceite sale por las perforaciones o pequeas ramas recubiertas con rejillas ajustables que las paredes del cilindro tienen. Este mtodo tiene la ventaja de tener un mayor rendimiento y una menor mano de obra en comparacin a los mtodos de compresin hidrulica. Sin embargo, su alto requerimiento de energa y su poca adaptabilidad a procesos en lote son sus ms grandes inconvenientes.

Expeller

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Expeller

Extraccin con SolventesLa extraccin de aceite por solventes tiene un mayor rendimiento y requiere menos energa que los mtodos de prensado. El fundamento de este mtodo de extraccin es la lixiviacin. Este proceso requiere que un solvente entre en contacto con las semillas trituradas, formando una miscela de aceite solvente. Despus el solvente es separado por evaporacin, y luego recuperado por destilacin. El hexano es el solvente ms utilizado. Los equipos de extraccin por solventes requieren de un contacto mnimo entre las semillas y el solvente. Existen dos principios: Extraccin por inmersin Extraccin por percolacin.

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Propiedades de un buen solventeLas propiedades que debe tener un buen solvente son: Alto poder solubilizante de granos a elevadas temperaturas. Baja toxicidad Selectividad Rpida recuperacin de la harina y el aceite Material no inflamable ni corrosivo y estable al calor, luz y agua. No debe tener reactividad con el aceite o harina. Alta pureza y disponibilidad a bajo costo.

Extraccin por InmersinLas semillas son inmersas completamente en el solvente que circula por el extractor, de modo que las semillas se lavan completamente con el solvente que circula por el lecho. Este sistema es til, incluso para materiales finamente troceados. Este sistema es til para extraer el aceite que difunde ms lentamente, aunque en la miscela se encuentran concentraciones de 15%.

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La Accin del HexanoSe aade el hexano a la harina El hexano extrae el aceite bruto de la harina El aceite crudo y el hexano (miscela) son llevados a una destilacin

El aceite crudo es guardado en un reservorio

En tanto que el hexano se evapora en el condensador

Ellos son separados en la columna de destilacin

El hexano puro reaparece en el condensador

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Algunos Extractores por InmersinExtractores Hildebrandt Es el ms antiguo y consta de tres tornillos que transportan el material en una carcasa en forma de U, donde se colocan las semillas. El solvente circula a contracorriente. El tiempo de retencin dentro del extractor vara entre 1 a 1,5 horas. La miscela, cuya concentracin en aceite no excede el 12%, se elimina sin arrastrar los copos, que una vez extrados se retiran por la parte superior.

Algunos Extractores por InmersinExtractores Olier Tiene forma de cilindro vertical con un fondo cnico. El extremo inferior est conectado a un elevador, que drena los copos y los lleva al solventizador. Un eje central giratorio mueve los copos en el interior, a medida que estos descienden entre los deflectores. El solvente se mueve en contracorriente con los copos y la miscela, de baja concentracin, se elimina por la parte superior.

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Algunos Extractores por InmersinExtractores Anderson Es un cilindro vertical de gran dimetro en la parte superior para facilitar el asentamiento de los finos. Los copos extrados se eliminan por un tornillo en la parte inferior sin que se escapen vapores del solvente. No todas las semillas pueden procesarse con este extractor y la miscela obtenida es diluida.

Algunos Extractores por InmersinExtractores C.M.B. (INMEX) Es el ms extendido de todos los de inmersin, y supone una versin mejorada de los dos ltimos. Las semillas entran por la parte superior de la columna girando por accin de una espiral, y circulando en contracorriente con el solvente. Es til para materiales con muchos finos, aunque, como en todos los extractores por inmersin, la miscela tiene una concentracin baja de aceite.

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Extraccin por PercolacinEn estos sistemas el solvente fluye sobre la superficie de las semillas. En este sistema se realiza la extraccin en mltiples etapas, de modo que el solvente recircula continuamente, empleando la miscela ms rica en aceite para extraer las primeras fracciones y el solvente fresco para el material con menor contenido en aceite. Estos son los sistemas ms utilizados, ya que consiguen una mayor concentracin de miscela (35%), y por lo tanto poseen un mayor rendimiento. Las tortas contienen hasta 0,5% de aceite. Las consideraciones econmicas favorecen el empleo de extractores grandes frente a un mayor nmero de equipos de menor tamao.

Algunos Extractores por PercolacinExtractores Rotatorios Es el ms sencillo. Originalmente fue desarrollado por Blaw Know (Rotocell). Consta de un eje cilndrico estacionario y varias celdas, abiertas por la parte superior por donde se cargan, que giran en torno a l. La miscela se recoge en bandejas que estn bajo las celdas y se recircula hacia la parte superior, desde donde se redistribuye. La velocidad de giro es funcin de la cantidad de material que se alimenta, de forma que la profundidad del lecho sea la adecuada. Suele ser mayor de 1 metro y puede exceder los 2. Una vez extrada la mayor parte del aceite, se aade solvente fresco para agotar el material.

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Algunos Extractores por PercolacinExtractores Tipo Cesta Hansa Muhle desarroll el primer extractor vertical tipo cesta. Consta de una serie de cestas de fondo perforado sujetas a una cadena sin fin a la que estn unidas lateralmente. La miscela cae por gravedad por gravedad sobre las cestas y se recircula parcialmente. Otra seccin se conduce al evaporador y en la ltima seccin se emplea solvente fresco, para alcanzar mejor contenido en aceite residual. Actualmente el extractor tipo horizontal ha sustituido al vertical. Se puede destacar el Lurgi, poco eficaz con muchos finos, el HLS y el CMB, que pueden extraer un grueso lecho de semillas sin riesgo de que se compacte y la miscela resultante est exenta de finos.

Algunos Extractores por PercolacinExtractores de Cinta Perforada Los copos se depositan en una cinta sin fin, con una profundidad de 1 a 1,5 metros, a travs de la cual se hace pasar la miscela en contracorriente. Esta ltima una vez filtrado entre los copos, se recircula y aade desde la parte superior del lecho de semillas, y en las ltimas secciones se aade el solvente puro. Una vez que el material extrado alcanza la zona fin de la cinta, se descarga. El material a extraer ha de ser ligero y fcilmente laminable para que drene bien la miscela y no se bloquee la extraccin, eliminado as el riesgo de formacin de caminos preferentes al no esta el material distribuido homogneamente.

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Algunos Extractores por PercolacinExtractores Tipo Crown El extractor tipo Crown es uno de los ms recientes equipos de extraccin por percolacin. Consta de una cadena transportadora que lleva los copos desde la zona superior, donde son introducidos, hasta la parte inferior, donde recircula la miscela, y finalmente hacia la seccin de drenaje que emplea solvente fresco.

Extraccin por Percolacin e InmersinLa combinacin de los principios de percolacin e inmersin permite la extraccin completa de materiales de un amplio rango de contenido graso. Un ejemplo, es el sistema C.M.B. Percolimm, que consiste en el acoplamiento del extractor Simplex de cesta y el de inmersin Inmex. En el tramo de percolacin, se extraen las semillas hasta reducir su contenido graso a un 4 5%, y en la zona de inmersin se reduce a menos de 1%.

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Algunos ejemplos de Extraccin de Aceite

Extraccin Industrial de Aceite de Oliva

Centrifugacin de 3 fases

Centrifugacin de 2 fases

Aceite Virgen

Alpechn

Orujo

Alperujo

Aceite Virgen

Extraccin de aceite de orujo

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Etapas del Proceso de Obtencin de Aceite de Oliva

Extraccin del Aceite por Presin Hidrulica (separacin de las fases slidas y lquidas): Sistema tradicional (desde hace siglos). Se coloca la pasta entre capachos y se somete a presin para expulsar el mosto oleoso (mezcla de aceite y agua) que luego se deja decantar. Se utilizan bombas hidrulicas y el presando se suele realizar en dos fases: 1. Presin de 50 75 Kg/cm2: Se obtiene un aceite de baja acidez y buenas caractersticas sensoriales. 2. Se llega a 425 Kg/cm2: lquidos que lo contiene. Se agota la torta separndose el resto de

Etapas del Proceso de Obtencin de Aceite de Oliva

Etapas del aceite por Presin Hidrulica (separacin de las fases slidas y lquidas)Formacin de cargos para la extraccin por presin

En los procesos de extraccin del aceite por presin se incorpora a la batidora/percoladora un dosificador de pasta que se denomina Formador de Cargos y que tiene como visin repartir la masa a prensar sobre los discos filtrantes (capachos) del extractor en forma de coronas circulares.Los cargos son torres de unos 2 metros de altura formados por capas alternativas de coronas de pasta y discos filtrantes.

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Extraccin del Aceite de Oliva por PresinAceitunas Eliminacin de las Hojas Lavado Trituracin y Molienda Batido de la pasta Prensado

Fase Lquida Centrifugacin

Orujo

Aceite de Oliva

Alpechn

Procesos de Centrifugacin de Dos FasesExtraccin del aceite de oliva por Centrifugacin: 2 Fases En la centrifugacin de dos fases se obtiene: 1. Fase Externa: Orujo + Alpechn (Fase slida con 60 70% humedad) 2. Fase Interna: Aceite Ventajas e Inconvenientes de la centrifugacin en dos fases: Se produjo orujos de alto contenido de humedad, difciles de manejar. Eliminacin de los vertidos de alpechn Menor consumo de agua potable Ahorro energtico al no requerir agua caliente Menor rendimiento en la extraccin del aceite

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Procesos de Centrifugacin de Dos Fases

Procesos de Centrifugacin de Tres FasesExtraccin del aceite de oliva por Centrifugacin: 3 Fases Por centrifugacin a 3000 4000 rpm en centrfugas horizontales (decanters). Es el procedimiento moderno y cada vez ms extendido. Se basa en la separacin slido lquido mediante la fuerza centrfuga. Se lleva a cabo en decantadores horizontales (decanter) con un rotor cilindro cnico giratorio dotado de un rascador de eje hueco. Se separan en tres fases: 1. Fase Slida (Externa): Pulpa + Trozos de hueso + Pieles + Humedad (ORUJO) 2. Fase Acuosa (Intermedia): Agua de vegetacin + Agua de fluidizacin (ALPECHN) 3. Fase Oleosa (Interna): Aceite de Oliva Ventajas: Alta productividad (7500 Kg/h por decanter) Procesado en continuo Automatizacin Inconvenientes: Necesidad de fluidificar la pasta aadiendo agua caliente (40C) Mayor volumen de aguas residuales Produccin de orujos con alto contenido de humedad Mayor consumo energtico y de agua potable

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Procesos de Centrifugacin de Tres Fases

Extraccin del Aceite de Oliva por CentrifugacinAceitunas Eliminacin de las hojas

LavadoTrituracin y Molienda Batido de la Pasta Adicin de Agua Decantacin Centrfuga

Fase Acuosa

Aceite (con agua) Centrifugacin

Orujo

Aceite de Oliva

Alpechn

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Extraccin de Aceite mediante el Sistema de Tres FasesAceitunasLimpieza y lavado Molienda

PastaBatido Centrifugacin Slido/Lquido Fase Acuosa Centrifugacin Lquido/Lquido Alpechn Fase Oleosa Centrifugacin Lquido/Lquido

Agua

Orujo (fase slida)

Agua

Aceite Virgen de Oliva

Extraccin de Aceite mediante el Sistema de Dos Fases

Aceitunas

Limpieza y lavado

Molienda

Pasta

Batido

Agua

Centrifugacin Slido/Lquido

Orujo de dos fases Alperujo

Aceite Virgen de Oliva

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