Tecnología de Aceites y Grasas Sesión 20 Mg. María del Rosario Sáenz Flores. 15.10.20 Logro de aprendizaje (desempeño): • Determina sobre extracción de aceite por prensado y solventes. Extracción de aceites • Para extraer el aceite es preciso romper la células vegetales mediante a trituración, y después aislar la parte grasa (aceite) de los otros componentes de las semillas o frutos. • El proceso de extracción a partir de semillas depende del tipo y estructura de las mismas. Con las de alto contenido en aceite (>20 % base seca) tales como el maní, el proceso clásico usado es la aplicación de una fuerza mecánica a fin de romper las paredes celulares del material vegetal de partida. Extracción de aceites • El aceite es extraído por prensado, obteniéndose el aceite crudo y la torta del prensado, la cual retiene cantidades significativas de aceite residual. En muchos casos, esta torta es tratada posteriormente con solventes orgánicos para extraer este aceite remanente. Con las de bajo contenido graso (< 20 % base seca) tales como la soja, se emplea la extracción con disolventes orgánicos (hexano). Estos procesos tienen la ventaja de ser operaciones simples con costos de operación relativamente bajos. Sin embargo, presentan algunas desventajas. El capital inicial de instalación para el procesamiento es alto y los productos son crudos, de relativamente bajo valor, y requieren refinación antes de ser usados. Por otro lado, este tipo de procesos involucran manipulación de grandes cantidades de solventes orgánicos, lo cual plantea problemas de seguridad y contaminación ambiental. Dentro de los procesos de extracción del aceite tenemos: •Molienda •Prensado •Prensado en caliente •Prensado en frio •Extracción con disolvente Molienda • El proceso de molienda de las semillas o frutos, se lleva a cabo mediante rodillos o muelas. El objetivo de esta molienda es ir reduciendo el tamaño de las partículas hasta tener una pasta homogénea. Prensado • Mediante diversos dispositivos mecánicos, se aplica presión a la pasta de semillas o frutos triturados hasta exprimir el aceite que contiene. Puede hacerse en caliente o en frio. • El hacerse en caliente o en frio reviste mucha importancia desde el punto d vista nutritivo. Prensado en caliente • La pasta se calienta antes de ser exprimida. De esta forma se obtiene más aceite, pero se destruye una parte más o menos importante de las vitaminas y fitosteroles que forman la parte del aceite. Prensado en frío • • La pasta se exprime a temperatura ambiente, lo cual se obtiene menos cantidad de aceite, pero más rico en sustancias insaponificales. Estas sustancias están constituidas por los componentes no grasos del aceite, como las vitaminas y los fitosteroles, a los que debe su sabor y muchas de sus propiedades medicinales. El aceite obtenido por presión en frio no precisa ser refinado en la misma en la misma medida que el obtenido por presión en caliente. Gracias a ello sufre una menor perdida de vitaminas y fotosteroles; con lo cual resulta más rico en sustancias activas. Por eso los aceites obtenidos en frio son los recomendables desde el punto de vista dietoterápico. Prensado en frío Extracción con disolvente • • • La “torta” o residuo que queda después de aplicar presiona la pasta contiene todavía de un 10% a un 20% de aceite, que la industria se resiste a perder. Para provechar ese aceite residual, se realizan los siguientes procesos: Tratamiento de la pasta prensada con disolventes (cloruro de etileno, hexano), que arrastran el aceite residual. Eliminación de los disolventes: calentando ese aceite residual, se evaporan los disolventes, y queda el aceite puro. Tanto el cloruro de etileno como el hexano son muy tóxicos, por lo que deben ser totalmente eliminados del aceite. En teoría el proceso de calentamiento lo logra, pero en la práctica pueden quedar restos de disolvente. Además, el calentamiento destruye las vitaminas y otras sustancias activas que puedan quedar en el aceite. Extracción con disolvente EXTRACCIÓN DE ACEITE DE PALMA Para realizar la extracción del aceite de este fruto, se debe tener en cuenta el índice de madurez en los racimos para evitar obtener aceites muy ácidos. Es una buena fuente de aceite, presenta de 52 a 65 % de aceite dependiendo de la variedad. En su constitución este fruto tiene de 2 hasta 15 mm de pulpa, del total de la almendra el 60% es pulpa, el 30% es hueso y el 10% es otro espacio de almendra. 1. RECEPCION DE LA MATERIA PRIMA 2. ESTERELIZACIÓN Se realiza para: disminuir la actividad enzimática, bajar la carga microbiana, separación del escobajo. Esta OPERACIÓN tiene por finalidad evitar el grado de acidez se incremente, debido a la acción de enzimas y microorganismos, además facilita el desprendimiento de los frutos del escobajo o racimo, del mismo modo ayuda a que se ablande el espacio de celulosa facilitando la salida de los glóbulos de grasa y el hueso no quede adherido a la pulpa. Se lleva a cabo mediante dos sistemas: vertical y horizontal. SISTEMA HORIZONTAL Para este caso se trabaja con vagonetas que puede cargar 1 a 2 toneladas, estos ingresan a un túnel en el cual se condicionan los factores de temperatura, presión y tiempo. El numero de vagonetas está en función a la capacidad del túnel. Para tomar el tiempo es necesario conocer el grado de madurez del fruto, la época de cosecha, la edad de la plantación, el tipo de transporte, etc. el tiempo mínimo es de 30 min. SISTEMA VERTICAL Tiene una mayor ventaja de recepcionar una mayor capacidad de racimos, pero el inconveniente se genera en el momento de la descarga. 3. DESGRANADO En esta operación se realiza la separación de los frutos del racimo o escobajo. Se realiza con desgranadores con brazos batidores o los desgranadores de tambor rotatorio. El desgranador de brazos tiene la ventaja de trabajar con frutos de todo tamaño. Mientras que el tambor rotatorio tiene que ser graduado las mallas en función del diámetro del fruto. Los fruto son trasportado luego por cangilones hasta el digestor. 4. DIGESTIÓN En este proceso los frutos son calentados para facilitar la extracción de aceite, se da un desprendimiento de la grasa debido a un aplastamiento, malaxado al que es sometido. Este golpe permite que forme una masa pastosa en presencia de calor húmedo. La temperatura del digestor debe estar de 90ºC aprox., en este equipo es necesario cuidar los brazos o paletas que genera el malaxado, cuando hay mucho desgaste de ellos se rompe mucho los frutos. 5. EXTRACCIÓN Puede realizarse por 3 formas: centrifugación, prensado hidráulico o prensado por sin fin. a)CENTRIFUGACIÓN Permite obtener un aceite con menor impureza, pero el rendimiento es BAJO. El proceso de cargado y descargado lleva mucho tiempo. b). TORNILLO SIN FIN Es el más utilizado para el caso de palma El rendimiento es MAYOR, mayor rotura de pepas, presenta mayor impureza, permite un mayor tiempo de DECANTACIÓN. DESVENTAJA Alto número de pepas rotas, genera tortas difíciles de desfibrar, para seguir el proceso de extracción del aceite residual. El proceso de clarificación es mas lento y mas costoso. c) PRENSADO HIDRAULICO No es recomendado por lo que el fruto tiene alto contenido de pepas, lo que dificulta el proceso. Por esta razón, en la industria de palma se trabaja con tornillo sin fin y la torta que queda con gran cantidad de aceite residual se extrae por solvente. 6. CLARIFICADO El aceite proveniente del tornillo sin fin se debe purificar, esto puede realizarse por centrifugación, o filtros, pero la mayor parte trabaja con sistemas de decantación, estos sistemas de decantación muchos pueden ser estáticos y otros pueden ser con una fuerza centrífuga. En este sistema se va separar el agua turbia, los sedimentos y el aceite clarificado por densidades. Si el sistema es estático el tiempo de decantación es largo (prom 15 horas), en los sistemas de decantación por centrifugación es más rápido. La decantación debe realizarse lo más rápido posible, porque a mayor tiempo el contacto del aceite con el agua y las impurezas, incrementa la ACIDEZ y la calidad disminuye. 7. EXTRACCIÓN POR SOLVENTE Se utiliza para poder extraer el aceite residual de las tortas o para el caso de los análisis en la determinación de grasa. Para una buena extracción es necesario determinar el tipo de solvente y el tiempo de extracción. Cuando se hace una extracción con solvente de semilla entera denomina extracción por difusión y en el caso de semillas rotas y molidas, se denomina extracción por solución. FACTORES EN EL PROCESO DE EXTRACCIÓN 1. TIEMPO DE EXTRACCIÓN 2. CANTIDAD DE SOLVENTE 3. TEMPERATURA TRATAMIENTO TÉRMICO Se emplea para la extracción de aceite: 1. FUSION Puede realizarse de dos maneras: seca y húmeda. Aplicada a tejidos animales. 2. COCCIÓN La finalidad es coagular las proteínas de las paredes de las células y hacerlas permeables al paso del aceite. Aplicada a parecidos. semillas oleaginosas o productos 1. FUSIÓN El proceso de fusión consiste en fundir o derretir un sólido. FUSIÓN SECA Es uno de los procedimientos más sencillos de extracción en esta operación, aplica la deshidratación de la materia prima quedando los tejidos al final completamente secos. La mayor parte de los productos extraídos bajo este principio desarrolla un cierto grado de color dando un sabor especial, los rendimientos obtenidos son bajos. FUSIÓN HÚMEDA En este proceso la materia prima se introduce en un tanque y se inyecta agua a vapor caliente hasta que la grasa ascienda formando una capa y se separa por decantación, esta fusión se puede realizar en recipientes abiertos o cerrados teniendo en cuenta la temperatura. Es mejor trabajar en RECIPIENTES CERRADOS controlando la presión de vapor, donde la temperatura puede ser regulada con mayor facilidad. Mediante este proceso se obtiene mejores resultados respecto al RENDIMIENTO. Es considerado como un sistema sencillo, las proteínas no se dispersan mucho porque hay una cantidad de agua que les ayuda a coagular. 2. COCCIÓN Presenta las SIGUIENTES VENTAJAS: -Ablandamiento de las proceso de extracción) células (fluidez para el -Eliminación de microorganismos -Disminución de la acidez -Disminución del grado de toxicidad (gosipol = inhibidor de tripsina) OBJETIVO AYUDA EN LA COAGULACIÓN DE LAS PROTEÍNAS EN LAS SEMILLAS PARA CONSEGUIR UN MÁXIMO RENDIMIENTO EN EL PROCESO. Cocción para discontinuo el prensado hidráulico o Para este caso las semillas se cocen en hornos que pueden ser horizontales o verticales con un número variable de bandejas y de diversos tamaños. EJEMPLO: Para el caso de las semillas de algodón se trabaja entre temperatura de 110 a 115 ºC/80 min. La presión de vapor en cada bandeja debe ser controlada, se recomienda que el calentamiento sea lo más rápido posible, porque los calentamientos lentos deterioran la calidad del aceite. Cocción para el prensado continuo En este tipo no solo las semillas deben estar cocidas sino secadas para evitar el atascamiento durante el prensado, de igual manera la temperatura en los hornos debe ser alta más o menos 130 ºC VENTAJAS PRENSADO 1. DISCONTINUO Se usa prensa hidráulica Da mayor fluidez Se extrae aceite con menor impurezas Utiliza filtros, mallas Se usa para semillas que no tengan fibra. 2. CONTINUO Se usa tornillo sin fin expeller. No da mayor fluidez. Se extrae aceite con mayor impurezas. No utiliza filtros. Se usa para semillas o frutos con alto contenido de fibra. PRENSA DISCONTINUA En este sistema se trabaja a fuerza de presión, se puede aplicar una fuerza de hasta 4,000 lb/pulg2, para ello la masa debe estar llenada entre los espacios libres entre las mallas o filtros del equipo. Entre los modelos de prensa más usados son: el sistema hidráulico que son llamados también como prensa discontinuo, se recomienda este tipo de prensa mecánica para el caso de las mantecas, una de las ventajas es la extracción de aceite con poca impureza, en este sistema hay dos tipos de prensa: a)PRENSA ABIERTO Para este caso el producto oleaginoso debe estar encerrados entre filtros de tela y por efecto de la presión hace que el aceite fluya y quede la torta b) PRENSA CERRADO En este sistema no hay filtros de tela, sino la materia oleoginosa se introduce en una especie de jaulas y luego los platillos presionan y se obtiene el aceite quedando la torta atrapado en la jaula. En el SISTEMA DE PRENSADO DISCONTINUO se debe trabajar las semillas con alto contenido de aceite y poco material fibroso para obtener un rendimiento adecuado que compensa los costos de producción PRENSADO CONTINUO Se basa en el uso de tornillo sin fin, su acción es continua, se ahorra la mano de obra, se recomienda para el trabajo las semillas o frutos con alto contenido de fibra. No se usa filtros y telas, además el rendimiento es superior. Su desventaja radica en los malos manejos de las prácticas de operación y conservación. Este aceite obtenido tiene mayor impurezas lo que provoca un mayor costo en la depuración y clarificación. DEPURACIÓN Y CLARIFICACIÓN EL aceite crudo es rico en impurezas: fragmentos de fibra, arenilla, agua, etc. como Para separar estas partículas podemos recurrir a decantadores, tamices vibratorios o centrifugación. Esta operación separan las partículas que se encuentran en suspensión, en muchos casos se utiliza filtros prensa. Video: Extracción de aceites Discovery • https://www.youtube.com/watch?v=oSYaAgO2HwA Bibliografía • Bailey, • • A. (2019). Aceites y grasas industriales: obra indispensable a químicos e ingenieros interesados en la producción y fabricación de aceites y grasas. Editorial Reverté. https://www.slideshare.net/janoac/proceso-d-extraccion-de-aceites https://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/26889/Documento_completo__.pdf?sequenc e=1 GRACIAS
