Extracción de Aceites Vegetales

25
VEGETALES. Daniel Esteban Córdoba Sanabria, Ricardo Felipe Cortes Cruz, Johan Sebastian Navarro Reyes, Diego Fernando Villabona Tirado. 1. ResumenANÁLISIS TERMODINÁMICO DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ACEITES El presente trabajo abarca una descripción al proceso de producción de aceites vegetales a partir de semillas oleaginosas por medio de un análisis de cada una de las etapas involucradas, destacando detalladamente aquellas operaciones unitarias donde se involucra el equilibrio de fases que aparece como un fenómeno de importancia para lo procesos productivos actuales. Palabras clave: equilibrio de fases ,operaciones unitarias. 2. Introducción Los aceites contenidos en semillas y frutos oleaginosos son una de los productos más importantes para la dieta de los seres vivos y el desarrollo agroindustrial, es por eso que desde la antigüedad se han desarrollado métodos para su extracción como medios mecánicos que utilizan trituradoras o prensas y procedimientos más eficientes como el uso de solventes orgánicos. Hoy la mayor parte de procesos de producción que trabajan con semillas oleaginosas como materia prima consisten en el desarrollo en conjunto de los dos métodos anteriores y varios procedimientos de refinamiento para mejorar las condiciones de color, aroma y sabor del producto. Así mismo se produce alimento para animales con los residuos generados en algunas partes del proceso estableciéndose así un proceso económicamente sostenible. 3. Análisis del proceso El proceso de producción analizado (ver imagen 1) trabaja con semillas oleaginosas como materia prima y se puede dividir en la siguientes etapas:

description

analisis paso a paso del proceso de extraccion de aceites en semillas oleaginosas

Transcript of Extracción de Aceites Vegetales

Page 1: Extracción de Aceites Vegetales

VEGETALES.

Daniel Esteban Córdoba Sanabria, Ricardo Felipe Cortes Cruz, Johan Sebastian Navarro Reyes, Diego Fernando Villabona Tirado.

1. ResumenANÁLISIS TERMODINÁMICO DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ACEITES El presente trabajo abarca una descripción al proceso de producción de aceites vegetales a partir de semillas oleaginosas por medio de un análisis de cada una de las etapas involucradas, destacando detalladamente aquellas operaciones unitarias donde se involucra el equilibrio de fases que aparece como un fenómeno de importancia para lo procesos productivos actuales.

Palabras clave: equilibrio de fases ,operaciones unitarias.

2. IntroducciónLos aceites contenidos en semillas y frutos oleaginosos son una de los productos más importantes para la dieta de los seres vivos y el desarrollo agroindustrial, es por eso que desde la antigüedad se han desarrollado métodos para su extracción como medios mecánicos que utilizan trituradoras o prensas y procedimientos más eficientes como el uso de solventes orgánicos. Hoy la mayor parte de procesos de producción que trabajan con semillas oleaginosas como materia prima consisten en el desarrollo en conjunto de los dos métodos anteriores y varios procedimientos de refinamiento para mejorar las condiciones de color, aroma y sabor del producto. Así mismo se produce alimento para animales con los residuos generados en algunas partes del proceso estableciéndose así un proceso económicamente sostenible.

3. Análisis del proceso El proceso de producción analizado (ver imagen 1) trabaja con semillas oleaginosas como materia prima y se puede dividir en la siguientes etapas:

● Recepción y tratamientos preliminares de la semilla. ● Extracción del aceite.● Recuperación del solvente.● Refinación. ● Modificación de grasas.

Page 2: Extracción de Aceites Vegetales

Figura 1.Proceso de extracción de aceites.

3.1.1 Recepción y tratamientos preliminares de la semilla.Al llegar la semilla a la planta se realiza un análisis para el control de calidad revisando el grado de impurezas y la cantidad de humedad que no debe superar el 14% ,a partir de los resultados de este análisis se determina si las semillas pasan a un proceso de secado utilizando aire caliente a contracorriente o si son almacenadas para dar inicio al tratamiento preliminar.

3.1 Tratamientos preliminares.Estos procedimientos son necesarios para eliminar impurezas y facilitar el procedimiento de extracción están relacionados principalmente con la modificación del tamaño y las características internas de la semilla.

3.1.1 Limpieza.Las semillas previamente seleccionadas y almacenadas pasan a un proceso donde se remueven materias como residuos vegetales generados en la cosecha y transporte que pueden ocasionar daños en los equipos de la planta y reducir la calidad del aceite.Normalmente esta parte se realiza utilizando tambores rotatorios.

3.1.2 Descascarado.

Page 3: Extracción de Aceites Vegetales

La materia prima libre de material indeseado pasa a un dispositivo que a partir de un sistema de rodillos y discos elimina la cáscara de la semilla evitando de esta manera la presencia de altos niveles de aceite en las tortas generadas en otros procesos.

3.1.3 Triturado o molido. La semilla debe tener una forma ideal para favorecer una alta extracción por eso luego del descascarado se hacen pasar por unos rodillos que las laminan ,en términos de la extracción con solventes este proceso reduce las distancias recorridas por el aceite y el solvente en la semilla.

3.1.4 Cocido.

Este aparece como el último paso en el procedimiento de tratamiento preliminar de la semilla, aquí son llevadas a temperaturas entre 70-130 C para lograr coagular las proteínas que se encuentran en la paredes de las células oleaginosas permitiendo el paso del aceite en el momento de la extracción , así mismo es importante aclarar que este proceso modifica el color del aceite tornándose oscuro.

3.2 Extracción del aceite.

Las semillas oleaginosas suelen contener de 20% a 30% en peso de aceite. Normalmente pasan primero por un proceso de prensado donde se realiza una máxima extracción, dejando aproximadamente de 5% a 14% de aceite en la pasta obtenida, de modo que se hace necesario un proceso de extracción con solventes con el fin de obtener la cantidad restante dejando remanentes no mayores al 1%. En el desarrollo de nuestro análisis se trabajarán ambos procesos, ya que en la extracción con solventes y las etapas de su purificación se dan los equilibrios del proceso. Se muestra un esquema general del proceso de extracción de aceite por medio de solventes.

3.2.1 Extracción por prensado.

El producto obtenido del acondicionamiento se somete a un proceso de extracción por presión utilizando prensas continuas de tipo expeller caracterizadas por altos niveles de extracción e instalación en las cuales la presión necesaria ( entre 7 Kpas y 20 Kpas) se obtiene mediante un eje horizontal que está provisto de tornillos sin fin logrando no solo el avance del material sino un presión creciente sobre el material. Los aceites obtenidos en este proceso son dirigidos a la zona de refinación la torta por su parte aparece en forma de escamas sueltas en la prensa y es llevada a la etapa de extracción con solvente.

3.2.2 Extracción con solvente.

Ricardo Felipe Cortes Cruz, 11/12/14,
teniendo en cuenta las condiciones de este procedimiento creo que podriamos considerar un equilibrio liquido-liquido en el procedimiento de extraccion con solventes debido a que a estas temperaturas el aceite e la semilla esta en estado liquido.
Ricardo Felipe Cortes Cruz, 11/12/14,
considero que hace falta un introduccion al tema ,ademas se debe mantener continuidad con el proceso anterior.Asi mismo se deben incluir aspectos importantes como los tiempo de duración y los solventes usados.Esto le pude servir http://www.los-seibos.com/teoria/extraccionsolvente.pdf
Page 4: Extracción de Aceites Vegetales

La extraccion de solvente es la etapa de obtencion de aceite crudo a partir de semillas oleaginosas previamente tratadas mediante una preparacion adecuada.La parte fudamental de esta etapa es el extractor ,es ahi donde se produce el desaceitado del material entrante previamente preparado,este a su vez esta acompañado de un proceso de mucha importancia que es la desolventizacion ambos tienen la transferencia de masa como operacion fundamental.En la trasnferencia de aceite desde el solido hasta el solvente se presentan distintos mecanismos:el material a extraer se pone en contacto con el solvente que inunda los poros intra-particula y disuelve el aceite formando la miscela cuya composicion queda establecida por el equilibrio logrado con el aceite contenido en la particula .A traves de la miscela el aceite difunde hacia el exterior del material y posteriormente es transportado hacia la salida del lecho por la corriente global.

Figura 2. Proceso de extracción con solventes.

El proceso de extracción se lleva a cabo en una serie de etapas que generalmente responden a un flujo neto contracorriente además para lograr un buena eficiencia de la operación no se debe producir mezclado entre las miscelas de las distintas etapas. El tiempo de contacto entre la semilla y el solvente es una de las variables más importantes durante el proceso debido a que hay que tener en cuenta que cuando el solvente entra en contacto con la célula que contiene el material a extraer, se

Page 5: Extracción de Aceites Vegetales

encuentra con muchos obstáculos a los que le tomará tiempo superar, así mismo (ver figura 2) es posible observar que un mayor tiempo de extracción será el mejor desempeño de la planta en conjunto.

Figura 3. Extracción de aceites por medio de hexano.

Los extractores comerciales disponibles trabajan según dos métodos básicos de contacto para disolver el aceite en el solvente. El primero es el método de inmersión, donde el solvente es bombeado a través de la semilla preparada de forma a asegurar que esta queda totalmente sumergida en el mismo. El segundo es el método de percolación donde se esparce el solvente desde la parte superior del lecho de semillas preparadas a un velocidad determinada por la resistencia del lecho al flujo de solvente. Normalmente se encuentran los dos métodos combinados aunque alguno prevalece. A continuación se muestran algunos de los equipos utilizados en los métodos de percolación e inmersión.

3.2.2.1 Extractores por percolación:

- Extractor RotocelConsiste en una cámara cilíndrica cerrada que contiene un tanque cilíndrico dividido en 18 compartimentos con un fondo perforado en forma de cuña cuya finalidad es la recolección del extracto. El proceso inicia con la alimentación de uno de los compartimientos, después éste se somete a un rocío de una mezcla disolvente–extracto proveniente del compartimiento anterior (este paso se repite hasta llegar al último compartimiento). A medida que se avanza por los compartimientos, la mezcla es más diluida hasta tal punto que en el último compartimiento se rocía con disolvente

Page 6: Extracción de Aceites Vegetales

puro. Finalmente para el último compartimiento ocurre un escurrido y descarga del sólido agotado.

Figura 4. Equipo para extracción por percolación tipo Rotocel.

- Extractor LurgiEl equipo consiste en dos cintas tamizadas en constante movimiento dentro de un equipo conectado de varias tolvas. El sistema de rocío de disolvente es semejante al utilizado en el extractor Rotocel con la excepción de que las mezclas de disolución obtenidas se dividen tanto para la cinta superior como la inferior.

Figura 5. Equipo para extracción por percolación tipo Lurgi.

3.2.2.2 Equipos extractores por inmersión.

- Extractor Hildebrandt:Este equipo consiste en tubos unidos en forma de “U” con tornillos sin fin en su interior. El sólido se descarga en el extremo superior de uno de los tubos verticales, donde es transportado hasta el otro extremo del equipo. Simultáneamente el disolvente avanza por el brazo de subida del sólido y entra en contacto con éste en forma de una circulación contracorriente. En el conducto de salida del extracto hay un filtro que impide la salida de los sólidos. Los sólidos residuales salen compactos debido al efecto del tornillo sin fin.

Page 7: Extracción de Aceites Vegetales

Figura 6. Equipo para extracción por inmersión tipo Extractor Hildebrandt.

- Extractor Olier:Este equipo consiste en un cilindro vertical con placas desviadoras y un tornillo sin fin en su interior. El extremo inferior del tubo con forma cónica está conectado a un elevador con cangilones que transporta la semilla a un conducto de desecho. Cerca de este conducto se encuentra la entrada del disolvente que avanza hasta el nivel de entrada de la semilla junto al extracto, pero antes de llegar a dicho punto, la mezcla es decantada y en consecuencia sólo el disolvente se redirige a la entrada comenzando nuevamente el proceso.

Figura 7. Equipo para extracción por inmersión tipo Extractor Hildebrandt.

3.3 Recuperación del solvente

Las corrientes obtenidas a la salida del proceso de extracción con solvente presentan un alto contenido del mismo. Estas etapas del proceso permiten obtener fracciones de solvente a niveles residuales utilizando evaporación de efecto múltiple y tecnología de recuperación de capa fina con vapor bajo vacío. Estas son las principales operaciones trabajadas en esta etapa:

● Desolventación de la torta● Destilación de la miscela..● Condensación del solvente. ● Separación de la mezcla solvente-agua.

3.3.1 Desolventación de la torta

Page 8: Extracción de Aceites Vegetales

Otra de las razonas por las que se realiza este proceso es que la torta generada luego del proceso de extracción tiene un alto contenido proteico que representa un gran valor comercial porque puede ser usada como alimento para ganado o para producir proteína aislada, un producto apto para el consumo humano que se obtiene aislando proteínas y otras fuentes proteicas.

Figura 8. Equipo desolventizador con eje vertical vertical.

El equipo utilizado para realizar esta tarea es un desolventizador con eje vertical vertical y platos superpuestos (ver figura 7).La harina sin aceite ingresa al equipo por la parte superior con aproximadamente 30% peso peso de solvente y lo hace a una temperatura de 57ºC,el desolventizador esta diseñado esta diseñado con el propósito de evaporar el solvente y llevarlo a una temperatura máxima de 107ºC. La fuente de calor utilizada es vapor el cual se aplica a la harina por métodos directos e indirectos. El vapor indirecto se aplica a la harina a través de cada uno de los platos que agitan la harina para evaporar el solvente ,importante aclarar que esta fuente de calor no agrega humedad a la harina. Por otro lado el vapor directo (sobrecalentado) se aplica a la harina mediante una bandeja distribuidora que se encuentra en la parte inferior del desolventizador,luego de su ingreso el vapor se eleva atravesando varias capas de harina realizando una acción contracorriente al tiempo que la harina se desplaza hacia abajo pasando de un plato al otro disminuyendo su temperatura progresivamente,con este proceso el vapor transfiere calor y opera como agente de desorción para eliminar los rastros finales de solvente en la harina.

3.3.2 Destilación de la miscela

Este proceso comienza con la miscela generada en la extracción, llevada en primera instancia a un tanque de almacenamiento y de ahí se bombea hacia la primera etapa de evaporización al vacío (economizadores) donde se logra concentrar la miscela (ver

Page 9: Extracción de Aceites Vegetales

tabla 1). Un hecho que vale la pena destacar es que el proceso de calentamiento de esta etapa se logra utilizando los vapores generados en el proceso de desolventizado.

Condición Verano Invierno

Vacío de planta (mmHg) 410-450 550

Conc. miscela salida (%p/p) 70%-80% 85%-90%

Tabla1. Valores para la etapa de evaporación al vacío en temporada de verano e invierno.

Luego la miscela concentrada es tomada del domo separador mediante una bomba y es enviada normalmente hacia un intercambiador (economizador) que precalienta la miscela a partir del calor contenido en el aceite que sale del stripper etapa que se anunciará más adelante. Al salir la miscela del intercambiador es llevada a un precalentador, ya precalentada sale directamente a un intercambiador principal (segunda etapa) para alcanzar la temperatura final de evaporación (cercana a los 100ºC). Como sistema de control de esta etapa de destilación es frecuente tener una válvula de control que mantiene presurizado el circuito de miscela agua arriba de la misma, desde la descarga de la bomba del economizador. Esta presurización permite calentar la miscela en el precalentador sin vaporización del solvente, así mismo una vez que la miscela atraviesa la válvula mencionada la mezcla bifásica ingresa al segundo evaporador a alta velocidad.

Figura 9. Equipo evaporador para la miscela.

Luego de su paso por el segundo evaporador la mezcla generada pasa a un domo separador donde la miscela generada con una concentración aproximada de 96% es dirigida hacia la columna stripping, donde se pone en contacto con vapor de agua despojando el solvente del aceite. El aceite generado del stripper es dirigido a la zona

Page 10: Extracción de Aceites Vegetales

de refinamiento. A continuación se presenta la Figura 9, un diagrama general del proceso de destilación.

Figura 10. Proceso de destilación de la miscela.

3.3.3 Condensación del solvente

Se pueden distingir dos vias distintas de condensacion de los vapores generados en planta.La primera opera a vacio y condensa los vapores que se generan en el proceso de concentracion de la miscela.La otra opera a presion atmosferica y condensa los vapores provenientes de desolventizador.

3.3.3.1 Tren atmosférico de condensación

Los gases generados del proceso de desolventización son lavados por contacto con agua caliente o con una lluvia de solvente líquido,estos son enviados principalmente a los lados envolventes de los economizadores y precalentadores donde se espera condensan una parte, así aquellos que aún continúan como vapores son enviados al condensador de gases. En este equipo se condensan contra agua de enfriamiento, este condensador recibe a su vez vapores provenientes de el extractor, tanques de solvente, depósitos de aceite, tanque de miscela entre otros.Ocurre que luego de esta etapa todavía hay gases para condensar lo cuales pasan a la última etapa de enfriamiento a partir de agua de enfriamiento.

Page 11: Extracción de Aceites Vegetales

El producto de estas etapas sucesivas de condensación es una mezcla solvente-agua que se encuentra a presión atmosférica y que drena por gravedad desde los equipos hasta el separador agua-solvente donde se separa por decantado.

Diagrama 1. Tren atmosférico de condesación.

3.3.3.2 condensación al vacío

En el proceso de concentración de la miscela al vacío se generan vapores de solvente que deben ser condensados para ser llevados a los extractores. Estos gases entran en los condensadores de vacío utilizando agua de enfriamiento.

Diagrama 2. Proceso de condensación al vacío.

3.4 Refinado.

Llevada a cabo la extracción del aceite se desarrolla la etapa de refinado del aceite vegetal. Este proceso también se conoce como “purificación”. La refinación produce un

Page 12: Extracción de Aceites Vegetales

aceite comestible que posee características deseadas por los consumidores, como olor y sabor suaves, color claro, aspecto limpio, estabilidad frente a la oxidación e idoneidad para freír.

Los dos principales sistemas de refinado son el alcalino y el refinado físico (arrastre de vapor, la neutralización destilativa), que son empleados para extraer ácidos grasos libres. La refinación por vapor comprende la eliminación de gomas, blanqueo, si es necesario, y tratamiento con vapor a alto vacío para que los ácidos grasos se separen por despojamiento. Los ácidos grasos se recuperan por acidulación mientras que las gomas y jabones se eliminan por centrifugación.

Ver Anexo 1.

3.4.1 Clarificación.

Con el fin de promover la precipitación se utilizan clarificantes como silicatos o carbón animal y sustancias como sal común, sal glauber y cloruro cálcico, que también se comportan adsorbiendo el agua. La clarificación por reposo requiere de mucho tiempo y espacio, es por esto que no es tan común pero resulta necesaria cuando se exige gran pureza en el producto final.

Cuando se tienen aceites y grasas sólidas poco fluyentes se trabaja con calentamiento. La refinación puede sólo exigir una clarificación del aceite, sin embargo cuando se busca un aceite con calidad organoléptica óptima, se hace necesario someterlo a una serie de operaciones con el fin de eliminar el olor y sabor indeseables.

3.4.2 Desgomado.

En este proceso se eliminan los glucolípidos y fosfolípidos que se encuentran disueltos en el aceite. El desgomado consiste en tratar el aceite con agua o vapor, con lo que se hidratan los compuestos haciéndose insolubles en el medio graso.El proceso se lleva a cabo se realiza en tanques provistos de agitadores que incorporan agua en proporción de alrededor del 2% con temperaturas de 70ºC o en forma de vapor lo que facilita la rápida hidratación de los fosfátidos. En el tanque de mezcla, el aceite pasa a una centrífuga que separa las dos fases de forma selectiva.

3.4.3 Neutralización.

Por medio de este proceso se eliminan ácidos grasos libres formados en la etapa de extracción y que pueden dañar el producto final, por medio de álcalis cáusticos, sosa, carbonatos de calcio y magnesio, amoniaco y silicatos alcalinos. En la mayoría de los casos es utilizada la lejía sódica (purificación de aceites de semillas de algodón), se realiza a 75ºC para romper cualquier emulsión formada. Es el proceso de purificación más utilizado.

Page 13: Extracción de Aceites Vegetales

Inicialmente los álcalis forman jabones con los ácidos libres, resinas e impurezas de naturaleza ácida, que se sedimentan en forma de grumos y arrastrando por adsorción otras impurezas, actuando de esta manera, inicialmente como desacidificantes, y posteriormente como decolorantes. Ello produce pérdidas de aceite por saponificación. El jabón generado puede ser recuperado con una posterior operación de centrifugación y emplearse, sin ningún tratamiento previo, en la fabricación de jabones.

3.4.4 Blanqueo o decoloración.

Una vez se ha neutralizado el aceite, se eliminan los restos de pigmentos naturales (carotenos, clorofilas) por medio del uso de filtros especiales como la tierra adsorbente o el carbón activo. Este tipo de tierras suelen ser arcillas activadas mediante un tratamiento que utiliza ácido sulfúrico, seguido de un lavado con agua para eliminar el ácido. También se usan arcillas trituradas y tamizadas, la más utilizada es la bentonita (silicatos de aluminio hidratado).

El proceso es logrado con el empleo de arcillas de bentonita adsortivas en el caso de aceites comestibles, y por reacciones químicas en el caso de los no comestibles. La cantidad de arcilla requerida para decolorar dependerá de las propiedades y elaboración anterior del aceite, pero normalmente es de 0.5 a 2.0%1 del peso del aceite. El aceite blanqueado si es para uso en ensaladas, es sometido a un tratamiento de invernización que elimina el material que se solidifique a bajas temperaturas, esto es logrado al enfriar a 5ºC y filtrar cualquier material solidificado.

3.4.5 Desodorización.

En este tratamiento se eliminan sustancias hidrosolubles responsables del olor, como residuos de pesticidas, compuesto coloreados, subproductos de la oxidación y degradación del aceite. Es por esto que se pasa una corriente de vapor sobrecalentado a través del aceite a un alto vacío. Las condiciones de la operación dependerán del tipo de aceite que se transforme.

Los componentes volátiles del aceite desacidificado y decolorado se suprimen convencionalmente entre 200 y 1,200 Pa. Si es hidrogenado, mientras esta caliente y en fase líquida, a un alto vacío de 138 a 800 Pa y 210 a 275ºC. Eliminar pesticidas del aceite requiere generalmente como mínimo una temperatura de desodorización de 240 ºC. El empaque final se realiza en una atmósfera de nitrógeno para evitar cualquier oxidación dañina.

1 CORPORACION PARA EL DESARROLLO INDUSTRIAL DE LA BIOTECNOLOGIA Y RODUCCION LIMPIA CORPODIB

Page 14: Extracción de Aceites Vegetales

En la desodorización debe considerarse el alto consumo energético que se requiere para la generación del vapor de proceso y para el precalentamiento del aceite hasta la temperatura apropiada de operación. A pesar de que esta operación podría realizarse por lotes, el uso de la energía sería ineficiente. En los procesos semicontinuos y continuos puede alcanzarse una recuperación energética superior al 70%.

3.5 Modificación de grasas

Las operaciones de modificación de los aceites, incluidas la hidrogenación, la interesterificación y la cristalización fraccionada, generan productos con propiedades funcionales específicas que ofrecen flexibilidad en los usos finales de los aceites vegetales.

3.5.1 Fraccionamiento: Algunas grasas cuando son almacenadas a temperatura ambiente son una mezcla de fracción de punto de fusión alto y bajo. El fraccionamiento es un proceso que separa los dos para obtener una fracción de líquido que se mantiene límpido a temperatura ambiente.

3.5.2 Hidrogenación: Este proceso se utiliza para saturar el aceite y aumentar su punto de fusión. El producto hidrogenado podrá utilizarse como componente en margarina.

3.5.3 Interesterificación: Este proceso modifica propiedades físicas del aceite por medio de un intercambio entre diferentes tryglecitos. El producto que se interestifica podrá utilizarse como componente para margarina y otros usos especializados.

4. Análisis de los equilibrios.

4.1 Equilibrio líquido - líquido en la extracción

Al considerar la mezcla de los líquidos hexano y aceite en cantidades nH y na

respectivamente, a temperatura y presión constante se puede afirmar que el equilibrio de fases se alcanza cuando la energía de Gibbs disminuye, es decir cuando la energía libre de la mezcla es menor que la energía libre de los dos componentes puros. Por consiguiente se analiza la energía libre del sistema en el proceso de mezclar el hexano

y el aceite, denominada

La anterior ecuación también puede ser expresada como

Page 15: Extracción de Aceites Vegetales

Para que ocurra el equilibrio de fases líquido – líquido, el debe ser negativo. Como el sistema se encuentra a P y T constante y los dos líquidos son completamente miscibles, el perfil de energía libre en función de la concentración del sistema se comporta como la siguiente figura

En términos de temperatura, presión, fugacidad y coeficientes de actividad, el equilibrio de fases líquido – líquido se describe bajo el siguiente criterio:

Así que en el caso del hexano, la expresión para la fugacidad queda formulada como

Tomando en cuenta que

se reformula la expresión anterior:

Para determinar el coeficiente de actividad para el hexano y el aceite, se puede utilizar el modelo de Chao Seader aplicable a mezcla de líquidos no polares con una presión de la mezcla de los líquidos superior a 1:

Page 16: Extracción de Aceites Vegetales

donde δi es el parámetro de solubilidad de la sustancia i a 25 ºC [cal/cm3], viL es el

volumen específico de líquido a 25 °C [cm3/gmol], vL es el volumen líquido específico medio de la mezcla a la temperatura de la misma y se calcula mediante la siguiente ecuación asumiendo que el volumen molar es aditivo.

Φ es la fracción de volumen, y se calcula mediante la siguiente ecuación:

Para la determinación de los coeficientes de actividad también se puede aplicar el modelo UNIFAC (UNIversal Functional Activity Coefficient).

Equilibrio L-L

En vista de que no se cuenta con los datos suficientes respecto a la composición y características generales para poder evaluar correctamente los parámetros de los coeficientes de actividad del aceite, se optó por estimar una relación de fugacidades de la siguiente manera:

Page 17: Extracción de Aceites Vegetales

Reemplazando la entropía en (7)

Reemplazando se obtienen valores del equilibrio de (2) y (3) en (8)

Equilibrio Líquido-Vapor1)Análisis equilibrio vapor- líquido en la zonas de platos del desolventizador y de los evaporadores en la destilación del solvente, en el equilibrio tenemos que:

5. Conclusiones

El refinado en el medio rural de las plantas oleaginosas puede producir grasas y aceites de buena calidad que aportan la energía y las vitaminas liposolubles necesarias. El refinado comercial produce grasas y aceites con poco sabor, color limpio, buena calidad de conservación y estabilidad para freír.

Las grasas y aceites refinados comercialmente carecen de los contaminantes conocidos que se extraen de las materias primas agrícolas. El refinado puede eliminar carotenoides con valor nutritivo para producir aceites con poco color, pero mantiene proporciones importantes de tocoles, y no cambia los ácidos grasos ni las composiciones de los triacilglicéridos.

La temperatura, el tiempo y la presión deben controlarse cuidadosamente durante el refinado industrial. Los productos de los aceites deben almacenarse convenientemente, transportarse y empaquetarse para mantener la calidad, y los consumidores deben asumir la responsabilidad de no abusar de los aceites y grasas en sus familias.

La industria puede diseñar prácticamente cualquier grasa o aceite para una aplicación específica empleando varios procesos de modificación, como la hidrogenación, interesterificación, fraccionamiento o mezcla. La hidrogenación normalmente reduce el contenido de ácidos grasos esenciales y crea diversos isómeros de ácidos grasos, tanto cis como trans. La gran flexibilidad de que dispone la industria para seleccionar materias primas y distintos procesos de modificación permite elaborar aceites con el menor costo posible, un aspecto importante de la producción de los alimentos.

Page 18: Extracción de Aceites Vegetales

Referencias

- PALMAS Vol. 31 No. Especial, Tomo II, 2010

- Introducción a las operaciones de separación. Cálculo por etapas de equilibrio, A. Marcilla Gomis, 1998, Alicante : Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes, 2003

- Aceites y grasas industriales, Alton Edward Bailey, Reverté S.A., España 1961

- http://www.sabrosia.com/2013/04/proceso-de-elaboracion-de-los-aceites- vegetales-de-semillas/

- http://www.bdigital.unal.edu.co/989/1/gloriacristinaalbarracinmontoya.2003.pdf - Estudio de los equilibrios:

http://www.modeladoeningenieria.edu.ar/mei/repositorio/catedras/intIV/apuntes/apunte_prop_termodinamicas.pdf

ANEXOS

- Anexo 1

Page 19: Extracción de Aceites Vegetales

Grafico 1. Condiciones de temperatura empleadas en el refinado físico de los aceites de soja, girasol, colza y palma.