GRASAS Y ACEITES COMESTIBLES Diplomado Superior en Procesamiento y Conservación de Alimentos Facultad de Ingeniería Química UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL Ing. Guillermo Abad Montero MSc Ingeniería Química MSc Química [email protected] REFINACIÓN ACEITES CRUDOS Son los aceites no procesados luego de haber sido extraídos de la materia prima, ya sea animal o vegetal. Normalmente deben someterse a un proceso de refinación que los haga adecuados para el consumo humano. En casos muy especiales el aceite crudo no necesita refinación. El mayor ejemplo es el aceite obtenido al prensar las aceitunas (aceite de oliva virgen). CONSTITUYENTES MENORES LÍPIDOS: ÁCIDOS GRASOS LIBRES MONO Y DIGLICÉRIDOS FOSFÁTIDOS CERAS ESTEROLES TOCOFEROLES NO LÍPIDOS: PIGMENTOS: carotenoides, clorofila IONES METÁLICOS: Fe, Cu, Ca, Mg CARBOHIDRATOS Y PROTEÍNAS VARIOS COMPUESTOS ODORÍFICOS MATERIA INSAPONIFICABLE: hidrocarburos, alcoholes FOSFÁTIDOS FOSFÁTIDOS o GOMAS: Los lípidos más importantes en los alimentos, después de los triglicéridos. Son similares a los triglicéridos pero con uno de los ácidos grasos reemplazado por ácido fosfórico. En muchos casos contienen también nitrógeno. Son tenso-activos. El más conocido es la lecitina: fosfatidil colina La fuente más importante de lecitina comercial es el aceite de soya . LECITINA CERAS Son ésteres de ácidos grasos con alcoholes de cadena larga, por ejemplo: ácido esteárico con alcohol estearílico: Tienen punto de fusión elevado por lo que solidifican al bajar la temperatura y enturbian el aceite. Girasol, maíz y colza (canola) contienen ceras en niveles que requieren su eliminación (descerado). ESTEROLES - 1 Contienen el núcleo esteroide: más una cadena lateral de 8 a 10 carbonos y un grupo alcohol. ESTEROLES - 2 El principal esterol en las grasas animales es el Colesterol: En los aceites vegetales es una mezcla llamada Fitoesteroles. TOCOFEROLES Anti-oxidantes naturales: retardan la rancidez. Fuentes de Vitamina E. Existen 8 isómeros: 4 tocoferoles y 4 tocotrienoles (alfa, beta, gama y delta). Alfa-tocoferol tiene la mayor actvidad de vitamina E y la menor actividad anti-oxidante: Los tocotrienoles son muchas veces mejores anti-oxidantes. Existen principalmente en el aceite de palma. REFINACIÓN La eliminación de impurezas de los aceites crudos para mejorar sabor, olor y color, prolongar su vida en percha y eliminar contaminantes (pesticidas, herbicidas). Hay dos rutas para la refinación: Química: remueve los FFA formando sales solubles en agua y lavándolas. Física: remueve los FFA por destilación al vacío. REFINACIÓN QUÍMICA Aceite Crudo Desgomado Neutralización Lecitina Borras Decoloración Tierra Gastada Deodorización Destilado Aceite Refinado DESGOMADO - 1 Aceites crudos con alto nivel de fosfátidos (v.g.: soya) pueden ser desgomados para recuperar la lecitina. Si no lo son, las gomas se eliminan en la Neutralización. Fosfátidos, fragmentos de proteínas y otras gomas son solubles en aceite solo en la forma anhidra. Pueden ser precipitadas y removidas si se las hidrata. Se añade 1 a 2% de agua al aceite a 70ºC y mezcla por 30 a 60 minutos para hidratar las gomas. Las gomas hidratadas se separan por sedimentación o centrifugación. El aceite bien desgomado tendrá menos de 50 ppm de fósforo. Relación: % Fosfátidos = 30 x % Fósforo DESGOMADO- 2 NEUTRALIZACIÓN Consiste en la remoción de los FFA mediante su reacción con álcali (NaOH) para formar jabones solubles en agua : R-COOH + NaOH Æ R-COONa + H2O La condiciones de la reacción son suaves (60 a 85ºC), para evitar saponificar los triglicéridos. Se remueven también los fosfátidos remanentes, algunos colorantes, sales metálicas, peróxidos, etc. Las aguas conteniendo jabones y grasa arrastrada (borras) se separan por decantación o centrifugación. El aceite es lavado con agua caliente para eliminar el jabón residual y luego secado al vacío. NEUTRALIZACIÓN BATCH - 1 Poco utilizada (solo producciones bajas , aceites especiales). Utiliza tanque cilíndrico de fondo cónico, agitador de baja velocidad (¡ 10 a 15 rpm) y calentamiento (serpentín o camisa). 1. Cargar aceite a temperatura ambiente y grasas 10ºC sobre SPt. Prender agitación y calentamiento. 2. Rocíe la soda caústica (10 a 14 ºBè) sobre la superficie. 3. Cuando la temperatura llegue a 70ºC (en 1 hr) apagar agitación y calentamiento. 4. Pare agitación y calentamiento. Deje sedimentar varias horas. 5. Drene borras por el fondo. Añada 15% agua caliente (85ºC). Agite, sedimente 2 hrs y decante. Si queda jabón residual, repita lavado. NEUTRALIZACIÓN BATCH - 2 NEUTRALIZACIÓN CONTINUA Similar a discontinua pero con separación por centrifugación PERDIDAS POR REFINACIÓN Parte de los triglicéridos o aceites neutros son perdidos en las borras debido a saponificación y arrastre. Un parámetro para monitorear la eficiencia de la neutralización es el Factor de Refinación: % PERDIDA AC. NEUTRO FACTOR DE REFINACIÓN = --------------------------------------------% FFA Valores normales para el FR de aceites desgomados: 1.4 a 1.7. CENTRIFUGAS - 1 Tanque de Sedimentación: separación por densidad movida por la gravedad Tanque de Sedimentación con discos: mayor área de sedimentación Centrífuga de Discos: fuerza de sedimentación hacia abajo reemplazada por fuerza centrífuga, 10 000 veces mayor. CENTRIFUGAS - 2 BLANQUEO - 1 Proceso de adsorción que remueve color y muchas otras impurezas menores, lo que mejora el sabor y aumenta la resistencia a la oxidación. El adsorbente es usualmente una arcilla o “tierra” activada (tratada con ácido para mejorar su superficie). Otros son sílice y carbón activado. Se pierde un peso de aceite igual al de la tierra utilizada. RESULTADOS TÍPICOS DE BLANQUEO. Color del Aceite Blanqueado. Unidades Rojo Lovibond ACEITE DE ALGODÓN % Tierra utilizada BLANQUEO - 2 PROCESO (BATCH) Aceite neutralizado es bombeado a un tanque (blanqueador) con agitador, vacío y calentamiento. Es calentado a 75ºC con agitación. Se hace vacío (50 a 75 mm Hg), para secar el aceite (si no, aumentan los FFA). Se succiona la tierra (dosis varía según aceite, de 0.1 a 3%). Se mantiene vacío y calentamiento por 1 hora. Se bombea a un filtro donde se separa el aceite blanqueado de la tierra usada. BLANQUEO - 3 FILTRO PRENSA - 1 Tradicionalmente utilizados en la industria de grasas y aceites. Conjunto horizontal de placas huecas equipadas con lona filtrante, sostenidas en un marco. El aceite atraviesa la lona y la tierra queda retenida en las placas de donde se saca periódicamente. FILTRO PRENSA - 2 FILTRO PRENSA - 3 Filter-Press-Cycle.gi f (91 KB)... DEODORIZACIÓN Destilación al vacío (1 a 6 mmHg) con arrastre de vapor, a alta temperatura (210 a 275ºC). Elimina olores, sabores remanentes. Reduce los FFA (entra: 0.05 a 6%; sale: 0.02 a 0.05%). Es el último proceso principal en la refinación y determina la calidad final de los aceites. Puede ser batch (tiempo de residencia 3 a 8 hrs) o semi-continuo/continuo (15 a 120 mins). D E O D O R I Z A D O R B A T C H D E O D O R. C O N TI N U O REFINACIÓN FÍSICA - 1 Elimina FFA por destilación al vacío con vapor,, sin pasar por neutralización alcalina, con menores pérdidas. Temperaturas y tiempos de residencia mayores que para deodorización. Si hay gomas se queman dañando sabor y color. Por esto, Refinación Física solo para aceites con pocas gomas (palma, palmiste, coco). Para otros (v.g.: soya) previamente hay que eliminar todas las gomas (Súper Desgomado) hasta <20 ppm de fósforo. REFINACIÓN FÍSICA - 2 Aceite Crudo (o súper-desgomado) Pre-tratamiento Tierra Gastada Deodorización Ácidos Grasos Aceite Refinado REFINACIÓN ACEITE DE PALMA Aceite Crudo 100 4% FFA Pretratamiento Acido Fosfórico (85%): 0.1 a 0.3% 90-110ºC 15 a 30 minutos Arcilla Activada 1 a 2% Blanqueo Filtración A.Pretratado 95 a 110ºC 30 a 45 minutos 20 a 25 mmHg 98 Tierra gastada Vapor de agua Deodorización 93 Aceite de Palma RBD 240 a 270ºC 2 a 5 mmHg 15 a 30 minutos PFAD (Destilado de Acidos Grasos de Palma) (Refinado Blanqueado Deodorizado)
