8/8/2019 TCAC T5 Refinacion Aceites

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Tema 5 Refinacin de aceites vegetales

?? Generalidades sobre la refinacin de los aceites y grasas comestibles.

Tras el proceso de extraccin se obtiene aceite crudo o mezclado con disolvente que habitualmente necesita un refinado previo

para ser apto para el consumo. El procesado a que son sometidos los aceites tras su extraccin depender de la fuente de la que

proceden, de su calidad y de su uso final. Se realiza para eliminar distintos compuestos que pueden originar problemas

organolpticos, de inestabilidad o defectos en el aceite. Algunas de las impurezas que se pueden presentar son fosfolpidos

(fosftidos), gomas, resinas, cidos grasos libres, pigmentos, etc.

En general, durante la refinacin se aplican temperaturas elevadas que pueden producir prdidas de componentes

naturales y formacin de artefactos en los aceites.

Refinacin de aceites y grasas

Se denomina refinacin (refino o refinado) a una serie de operaciones que tienen como objetivo eliminar los defectos de losaceites y las grasas (excesiva acidez, sabor y olor desagradable, coloracin inadecuada, turbidez, etc).

Las principales etapas que suelen realizarse en el refinado de aceites comestibles y son las siguientes:

DesfangadoDesgomado o DesmucilaginacinDesacidificacin o neutralizacin

DeshidratacinDecoloracin

DesodorizacinWinterizacin

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Esquema de una planta de refinado de aceites comestibles de flujo discontinuo.

Fuente: DONG SUH (www.dongsuhmachinery.co.kr)

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Desacidificacin o neutralizacin

?? Neutralizacin qumica?? Destilacin?? Neutralizacin en fase de miscela

?? Neutralizacin qumica.

1.-Tratamiento con una disolucin de NaOH a65-85C y centrifugacin.

2.- Re-neutralizacin. Nuevo tratamiento conNaOH diluida.

3.- Lavados (suelen realizarse dos) con aguacaliente, en agitadores de velocidad controladapara evitar emulsiones y separacin encentrfugas con alimentacin presurizada.

Los cidos grasos libres y fosftidos presentes en el

aceite se reducen tratndolos con una solucinacuosa de hidrxido sdico (sosa custica) o con

carbonato sdico. La mezcla es agitada a una temperatura elevada y controlada durante un tiempo determinado, en tanques paraproceso discontinuo o en mezcladoras en lnea. En el caso de refinado discontinuo, la emulsin acuosa de jabones formada porlos cidos grasos libres y la sosa, junto con otras impurezas, se deposita en el fondo del tanque, por donde se saca. En el caso delrefinado continuo, la mezcla se separa por centrifugacin.

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Tras este paso, el aceite neutralizado debe lavarse en profundidad con agua caliente .

Generalmente, los aceites refinados son neutros, sin sustancias que se separen con el calentamiento, de color ms claro, menosviscosos y ms susceptibles de sufrir rancidez.

?? Destilacin

Se realiza una destilacin a vaco con vapor, a altas temperaturas (220-250C). Adems de los cidos grasos libres seeliminan tambin otras sustancias voltiles del residuo insaponificable.

?? Neutralizacin en fase de miscela

Se aplica a los aceites con elevada acidez y a los aceites de semillas extrados en disolucin de hexano. Se tratan con

NaOH y posteriormente se extrae con un disolvente polar (isopropanol) el jabn formado.El proceso se lleva a cabo en continuo. Se alimenta un mezclador con la miscela, alcohol y NaOH. La mezcla pasa a undecantador centrfugo que separa tres fases:

- Aceite neutro disuelto en hexano A evaporacin

- Jabn en disolucin alcohlica Tratamiento conH2SO4 para separar

cidos grasos libres yrecuperar el alcohol.

- Gomas residuales e impurezas.

Despus de la desacidificacin los aceites son secados por calentamiento a vaco o mediante filtrado, antes de pasar a ladecoloracin.

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?? Deshidratacin

Antes de la decoloracin es necesario eliminar el agua dispersa en el aceite (en este punto < 0.5%) ya que disminuira la

eficacia del tratamiento con adsorbentes.

La deshidratacin se realiza en torres a vaco en las que se atomiza el aceite mediante boquillas y el agua es eliminada por

calentamiento a 70-80C.

?? Decoloracin

Se trata de eliminar la coloracin excesiva del aceite debida a la presencia dedistintos pigmentos responsables de coloraciones no deseadas o excesivas en elaceite, como los carotenos, clorofila y derivados, xantofila, gosipol y derivados de

oxidaciones del ?-tocoferol.

La decoloracin se realiza por suspensin en el aceite de materialesadsorbentes. Estos materiales son distintos agentes blanqueantes, generalmentetierras o carbones absorbentes (carbn activo) y vapor de agua o con arcillasactivadas (mezclas de arcillas, activadas por tratamiento con H2SO4).

Los pigmentos son adsorbidos por los agentes decolorantes o blanqueantes y laseparacin posterior de estos materiales se realiza por filtracin en filtrosrotatorios y filtros prensa. El aceite retenido en los adsorbentes se extrae con undisolvente y se destila.

Reduccin del contenido de tocoferol y esterol durante blanqueado de ac. soja

Se emplean entre 1 y 2 kg de adsorbente por 100 kg de aceite.La decoloracin a menudo aumenta la tendencia del aceite a la rancidez debido a que algunos antioxidantes naturalmentepresentes en el aceite son eliminados con las impurezas.

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?? Desodorizacin

El objetivo es eliminar distintos compuestos responsables de aromas no deseados en los aceites, o conseguir aceites sinolor ni sabor destinados a la produccin de margarinas. Estos compuestos son principalmente aldehdos, cetonas,

carotenoides, tocoferoles, cidos grasos libres de cadena corta (como el butrico, isovalerinico o caproico) y esteroles., yalgunos compuestos azufrados.

El proceso de desodorizacin se realiza mediante una destilacin al vaco en corriente de vapor de agua o pordestilacin molecular. La utilizacin de sistemas continuos en este punto del refinado va aumentando cada vezms, en los que el aceite caliente va pasando a travs de una columna en contracorriente con el paso devapor, como la que aparece en la figura.

Se suele aadir cerca de un 0.01 % de cido ctrico a los aceites desodorizados para inactivar metales trazacomo compuestos de hierro o cobre solubles que podran provocar la oxidacin y desarrollo de rancidez

Columna en cotracorriente para desodorizacinSoft Column de Alfa Laval

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?? Winterizacin

La winterizacin se emplea para obtener un aceite de mayor nitidez, que no presente turbios (debido a la suspensin de unprecipitado fino) durante el almacenamiento.

Consiste en separar del aceite las sustancias con punto de fusin elevado (estearinas, glicridos muy saturados, ceras yesteroles) que provocaran turbidez y precipitaciones en el aceite al encontrarse este a baja temperatura.Generalmente se realiza por enfriamiento rpido del aceite con agua fra o equipos frigorficos, con lo que se consigue lacristalizacin de los compuestos que queremos eliminar. Estos slidos (las estearinas) se separan de las olenas porfiltracin o centrifugacin.

Tpicamente, se somete al aceite a un enfriamiento rpido hasta 5C y se mantiene durante 24 horas.

??Descerado

Consiste en la separacin de los aceites de ceras con diferentes puntos de fusin. Es similar a la winterizacin, pero en eldescerado, el enfriamiento y la separacin de las ceras se realiza de una forma ms sofisticada, bajo condicionescontroladas.

Puede ser descerado en seco o con disolventes (miscelas), de forma anloga al fraccionamiento.

Las etapas del proceso son:enfriamiento gradual del aceite/miscela hasta sobresaturacin y formacin de ncleoscrecimiento de los cristales, maduracin

separacin de los cristales de ceras por filtracin en filtros hermticamente sellados

Se emplea por ejemplo, con aceites de girasol y de salvado de arroz.

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Refinacin fsica de grasas y aceites

La refinacin fsica se presenta como alternativa al convencional refinado con sosa, como una respuesta de las industriaselaboradoras de aceite al aumento de los costes y la mayor preocupacin ambiental de nuestra sociedad.

Las principales ventajas que ofrece esta tecnologa en comparacin con la convencional son las siguientes:

?? Mayor simplicidad en las operaciones a realizar.?? Menor impacto ambiental.?? Menores prdidas de aceite.?? Productos de buena calidad.

En el refinado con sosa las etapas que se realizan son: desgomado, neutralizacin con lcali, lavado con agua, secado a vaco,decoloracin y desodorizacin. En la refinacin fsica, aunque hay operaciones comunes con el custico como el desgomado y ladecoloracin, las etapas que se realizan son:

1. Pretratamiento del aceite con cidos inorgnicos (fosfrico) a temperatura controlada, para acondicionar los fosfolpidos delaceite crudo y facilitar la separacin.

2. Desgomado con agua u otro agente, a elevada temperatura durante un tiempo suficiente para hidratar las gomas.3. Centrifugacin para separar aceite y agua.4. Lavado del aceite para eliminar restos de cido, que si no dara lugar al desarrollo de olores y sabores indeseados.5. Calentamiento y secado a vaco.6. Decoloracin del aceite7. Desacidificacin / Desodorizacin. En esta etapa radica la principal diferencia entre el refinado custico y el fsico. El

refinado fsico se basa en la mayor volatilidad de los cidos grasos libres en comparacin con los triglicridos, por lo que sehace una destilacin con vapor a alta temperatura y a baja presin para eliminarlos. De esta forma tambin se eliminan

sustancias insaponificables y otros voltiles formados por la ruptura de productos de oxidacin de lpidos.

Las condiciones en que se realiza la desacidificacin suelen ser a 400-700 Pa de presin y a 220-270 C de temperatura,dependiendo del tipo de aceite. El aceite est en el destilador durante un tiempo bastante largo, 30-60 minutos, por lo quehay que controlar muy bien las condiciones para evitar en lo posible los cambios bioqumicos en el aceite.

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Es importante resaltar que el refinado fsico conduce a resultados aceptables, a aceites refinados de buena calidad, siempre quese parta de aceites crudos de alta calidad. Por lo tanto hay que prestar gran atencin al desgomado (es imprescindible unaeficiente eliminacin de fosfolpidos) y decoloracin del aceite, que pueden ser bastante sencillos siempre que el aceite no tengacantidades elevadas de hierro y pptidos. Se necesita la casi total eliminacin de fsforo, hierro y magnesio del aceite antes depasar a desacidificarlo.

Si el aceite de partida no cumple estos requisitos de calidad y hay una eliminacin incompleta de compuestos indeseables duranteel pretratamiento deber compensarse con un mayor volumen de agente decolorante, lo que lleva a prdidas considerables deaceite. Es importante minimizar reacciones laterales como la isomerizacin de cidos grasos poliinsaturados.

Se han hecho experimentos con aceite de semilla de colza a escala industrial refinado tanto fsicamente como con sosa paraobservar posibles diferencias debidas a estos tratamientos. El resultado indica que no existen diferencias significativas entre losaceites refinados de las dos maneras, en lo que se refiere a: Calidad, Estabilidad frente a oxidacin, Composicin de cidosgrasos, Caractersticas sensoriales, y Composicin qumica.

Ejemplo de Condiciones de la Destilacin con vapor a alta temperatura y a baja presin .

Desodorizacin Refinacin fsica:Desacidificacin / Desodorizacin.

Las condiciones en que se realiza dependen del tipo de aceite

Por ejemplo, para girasol:

Presin: 1-6 mm HgTemperatura: 180-230C

Tiempo a temp. elevada:Discontinuo: 3-8 horasContinuo: 15-120 minutos

Presin: 3-7 mm Hg

Temperatura: 220-270 C

Recomendado menos de 240C

Tiempo a temp. elevada:Continuo: 30-60 minutos

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Envasado de aceites

El envasado de los aceites suele realizarse en plantas envasadoras y

no en el lugar donde han sido procesados. Las distintas etapas del

envasado estn representadas en el diagrama de flujo.

Diagrama de flujo del proceso de envasado de aceites.

Fuente: ANIERAC Asociacin Nacional de Industriales Envasadores yRefinadores de Aceites Comestibles.http://www.anierac.com/consumo.htm

Los materiales usados para el envasado de aceites son variados,desde botellas de vidrio o plstico (PET, etc.) hasta materiales queprotejan de la luz como latas y Tetrabrik.

Bibliografa

A. Madrid Vicente. Produccin, anlisis y control de calidad de aceites y grasas. Ed. A. Madrid Vicente Ediciones. Madrid, 1988.

A. Madrid, I. Cenzano y J.M. Vicente. Manual de grasas y aceites comestibles. Ed. A. Madrid Vicente Ediciones y Mundi-Prensa

Libros, S.A. Madrid, 1997.

http://www.fao.org/docrep/v4700s/v4700s09.htm Captulo 5 Elaboracin y refinado de aceites comestibles

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Proceso general de obtencin y refinacin de aceite de semillas oleaginosas.