Conceptos Basicos y Optimización del Proceso de Blanqueo

Conceptos Basicos y
Optimización del
Proceso de Blanqueo
Federico Corvetto
OBJETIVOS
•
•
Principios del Blanqueo:
•
Que es el Blanqueo
•
Que es la tierra de blanqueo
•
Como funciona la tierra de blanqueo
Optimización del Proceso
•
Como seleccionar la mejor tierra
•
Como seleccionar las condiciones de operación
•
Los diferentes procesos de blanqueo
Definiendo “Calidad”
A pesar de que tecnicamente Calidad tiene un
significado único, comercialmente se interpreta desde
varios puntos de vista o se le da prioridad a unas
variables sobre otras, siendo las mas comunes:
-- Clorofila
-- Color (RB & RBD)
-- Fósforo
-- Anisidina
-- Metales
-- Peróxidos
-- Estabilidad Oxidativa
El Blanqueo reduce
•
Elementos que dan color al aceite
•
•
Pro-oxidantes
•
•
Trazas de Metales, Peróxidos, Aldehidos, Cetonas
Sub-productos de hidrólisis
•
•
Carotenos, Luteinas, Clorofilas
Jabones, AGL
Fosfolípidos
Que es la tierra de
blanqueo
Materia Prima
Materia prima
Montmorillonita
Materia prima Oil-Dri
Attapulgita/Montmorillonita
Como trabaja la tierra de Blanqueo?
•
Absorcion
•
•
Filtracion
•
•
Llenando los poros intragranulares de las particulas
de la tierra
Remocion fisica por filtracion de las particulas en
suspencion
Catalisis
•
La superficie activa de la tierra degrada los
peroxidos
Diferentes Niveles de Activación
•
Tierras de blanqueo naturales pH 6 - 8
•
•
Ideales para la producción de aceites orgánicos
La mejor opción para Palma, Grasas Animales con bajo
contenido de colagenos y Girasol sin clorofila
•
El menor incremento de AGL
•
Menor fijación de color
•
Diferente de tierras neutras
•
Se puede usar en Bio-diesel
Diferentes Niveles de Activación
•
Tierras de superficie modificada
•
Bajo nivel activación ácida pH 4 – 6
•
•
•
Mejor para aceites bajos en clorofila como soya, maiz,
girasol, etc.
Menor incremento de AGL
Alto nivel de activación ácida pH 2 – 4
•
•
Mejor para aceites altos en clorofila como soya, canola,
Colza.
Ideales para aceites y grasas animales difíciles de
blanquear
Mayor Activación Mejor Remoción de
Clorofila
450
400
395
Starting Oil: 10,213 PPB Chlorophyll
Conditions: 200g, 1% , 110 C, 50 mBar
Chlorophyll ppb
350
300
250
200
150
100
50
0
138
130
81
62
44
Optimización del Blanqueo
Variables que afectan el Proceso de Blanqueo
•
Calidad del aceite crudo
•
Clorofila, P, Metales, IP, VA.
•
Calidad del refinado cáustico/degomado
•
Nivel de activación de la tierra
•
Natural, bajo ácido, alto ácido
•
Uso de otros adsorbentes
•
Condiciones de proceso
•
•
Temperatura, tiempo de contacto, vacío, humedad
Naturaleza de la base mineral de la tierra
•
Attapulgita/montmorillonita
Efecto de las Impurezas
en la Calidad del Aceite
Selección de la Tierra de
Blanqueo
•
Defina y de prioridad a las variables mas importantes
de calidad
•
1. Color
•
2. Clorofila
•
3. Fósforo
•
4. AGL
Selección de la tierra de Blanqueo
•
Defina si filtración es un cuello de botella
•
•
Defina si su aceite es Orgánico
•
•
Depende del tamaño de su filtro versus el flujo de su planta
(250-350 Kg/hr/m2), (10 a 12 kg solidos totales por m2)
Tierra natural es la mejor opción y es diferente de tierra
neutra. Confirme con el fabricante de la tierra
Calidad y consistencia
Nivel de Actividad
vs.
Variables de Calidad
•
Clorofila: Tierras de alta activación ácida
•
Color RBD: Tierra Natural o de baja activación ácida
•
AGL: Natural, de baja activación, attapulgita
•
P: Attapulgita Natural o ácida
•
•
Filtración: En general tierras con base de attapulgita
filtran mejor. Hay diferentes DP.
Tipo de aceite: Orgánico – Tierra Natural
Efecto del Nivel de Activación en la
Calidad del Aceite
•
Entre mayor sea el grado de activación
•
Mejora la remoción de clorofila
•
Mejora la remoción de aldehidos y cetonas
•
En algunos aceites mejora el color RB
PERO
•
•
Puede deteriorar el color RBD
Puede incrementar la velocidad de las reacciones de
oxidación
Actividad vs. Filtración
•
•
•
•
En algunas plantas de blanqueo la filtración puede
ser clave
Hay diferentes grados de Distribucion de Tamaño de
Particula y por ende diferentes resultados en filtración
En general cuando se compara el mismo mineral
entre mas fina la tierra, mas actividad pero menos
filtrabilidad. Hay excepciones
Lo anterior no aplica al comparar diferentes minerales
Calculo del filtro e importancia de la filtrabilidad
•
Calculo por capacidad de Solidos:
Max. capacidad de solidos 10 – 12 kgs tierra seca/m2/ciclo
Min. cantidad de torta en el filtro 4 kgs tierra seca/m2/ciclo
•
Calculo por caudal de filtracion:
aceite refinado quimicamente: 0.30 – 0.35 mt/m2/hr
aceite refinado fisicamente: 0.25 – 0.30 mt/m2/hr
Otros Adsorbentes
Usados en el Blanqueo
•
Sílicatos Naturales
•
Sílica Gel
•
Carbón activado
Aplicación de Sílicatos
Remoción de Principales Contaminantes
Carbón activado
Sílicas/Silicato Natural
Sílicas/Silicato Natural
PAH
PCB
JABONES
FOSFOLÍPIDOS
METALES
Tierra de blanqueo
Silicato Natural
Clorofila – Color – VP/VA
Silicato Natural vs. Hydrogels
600
530
513
Select 450
500
400
Starting SBO
Silica
356
Start
SBO
10.7 Red
303
300
Select
450
8.7 Red
Silica
10.9 Red
200
91
100
12
30
0
Chlorophyll ppb
Soaps ppm
10.9
10.7
10
8.7
Condiciones:
• 0.2% Dosis
• 15 min
• 70°C  120°C
• Vac @ 75 mmHg
8
6.6
6
4
2
0.5
0.5
0
P ppm
Red Color
Silicato Natural vs. Hydrogels
Sílica
Dosis
Clorofila Rojo
Amarillo
Aceite inic.
--------
380
10
70
Select hum
0.15%
93
5.5
70
0.30%
53
7.9
70
0.15%
183
8.9
70
0.30%
79
7.3
70
0.15%
345
10.1
70
0.30%
345
10.4
70
0.15%
345
10.1
70
0.30%
341
10.5
70
Select sec
Hydrogel T
Hydrogel S
Silicato Natural versus Tierra de Blanqueo
Capacidad de adsorción
P
Ca
Mg
Fe
Ni
Aceite
Inicial
8.7
15.9
3.0
0.2
1.7
Select
0.2
0.3
0.1
<0.1
<0.1
Tierra de
blanqueo
3.4
4.8
1.8
0.1
0.4
Procesos de Blanqueo
•
Blanqueo batch
•
Blanqueo continuo
•
Blanqueo con pre-tratamiento
•
Sílica/Tierra filtración única
•
Sílica/Tierra filtración doble
•
Re-utilización de la tierra de blanqueo
•
Importacia de la filtracion de pulido
Silicatos Naturales - Aplicaciones
Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica
Filtracion Doble
Silica
Filtro Vertical
Versis
Centrifuga
Primariae
Borra /Soapstock
Vacuum Dryer
(0.10-0.15%
moisture)
Slurry Tank
Aceite Crudo
Silica Usada
Centrifufugas de
lavado
X
Filtro Vertical
Versis
Vacuum Bleacher
X
Tierra
Decolorante
Tierra Usada
Silicatos Naturales - Aplicaciones
Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica
Filtracion Simple
Silica
Centrifuga
Primariae
Borra /Soapstock
Centrifufugas de
lavado
X
X
Tierra
Decolorante
Filtro Vertical
Versis
Vacuum Bleacher
X
Vacuum Dryer
(0.10-0.15%
moisture)
Slurry Tank
Aceite Crudo
Aceite Blanqueado
Tierra Usada
Eliminación del lavado
Datos de planta – Aceite de Canola
Condiciones
•
0.15% Select 30 minutos a 75°C
•
1% Tierra de blanqueo 20 minutos a 120°C
•
Aceite neutro con 1200 ppm jabón y P <10ppm
•
Color y estabilidad oxidativa equivalentes
Resultados
blanqueo
Jabón
ppm
P
ppm
%AGL
% H20
Lavado
<150
<0.5
< 0.04
0.035
Select 350
< 45
< 0.5
< 0.05
0.032
Eliminación del Lavado
Datos de Planta – Aceite de Soya
Condiciones
•
0.15% Select
•
30 minutos, a 75 °C
•
Secado al vacío @ 100°C y filtrado (filtro retuvo 7Kg/M2;
presión final < 40 psi)
Resultados
Jabón
ppm
P
ppm
%AGL
% H20
Aceite neutro
<300
25-30
< 0.03
0.32
Select 350
< 20
<5
< 0.05
0.035
Sistema de recuperacion de tierras agotadas
REDUCED
CLAY
SILICA
100-125°C
90°C
REFINED
OIL
VACUUM
BLEACHER
BLEACHED
CLEAN OIL
STAND-BY
SILICA
BLEACHER
70°C
VACUUM
DRYER
90°C
CAKE BACK TO
MEAL PROCESS
Efectos de las particulas de tierra en el aceite
blanqueado
•
Ensuciamiento de las paredes del desodorizador, partículas finas de las
tierras en el desodorizador puede disminuir la estabilidad oxidativa del
aceite RBD
•
Decantación de las partículas en los tanques de almacenamiento
•
Perdida de la calidad del aceite en el almacenamiento
Filtos de Seguridad / Pulido
Model disposable
“Bag” Filter
Model
disposable
“Cartridge”
Filter
PTS / Cricket Filter
Pulido con Consumibles
MAIN LEAF FILTER
POLISHING “BAG”
TYPE FILTERS
OPTIONAL
CARTRIDGE FILTER
FILTERED OIL TO
STORAGE / DESO
Pulido de Limpieza automatica, PTS/Criquet
Tanque de aceite blanqueado
MAIN LEAF FILTER
Filtro cartucho o Bolsa opcional
Salida de Producto filtrado
Filtro PTS o Criquet
Salida de aceite con impurezas a reproceso
Condiciones de Proceso
Principales Variables de Proceso
•
Dosis de tierra
•
Temperatura de blanqueo
•
Tiempo de contacto
•
Vacío
•
Humedad del aceite en el blanqueo
Interacción Entre las condiciones de Proceso y
las Variables de Calidad
•
Clorofila (nivel activación – dosis tierra – temp)
•
Color RB (dosis tierra – temp – tiempo contacto)
•
Color RBD (dosis tierra – temp – tiempo contacto)
•
Fósforo y metales (dosis tierra - humedad)
•
Anisidina (nivel activación – vacío)
Optimización de la Temperatura
de Blanqueo
•
Temperatura: Entre mas alta (max 125C – 260F)
•
Mejora la remoción de clorofila
•
Mejora la remoción de color RB
•
Puede mejorar la velocidad de filtración
PERO
•
Incrementa la velocidad de las reacciones de oxidación
•
Puede aumentar el color RBD
Temperatura de Blanqueo
Color RB
ACEITE DE PALMA
COLOR RB, CELDA 1"
14.0
13.0
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
Neutra
Acida
7.0
6.0
90
105
TEMPERATURA (°C)
120
Temperatura de Blanqueo
Color RBD
ACEITE DE PALMA
COLOR RB, CELDA 5¼"
3.0
2.8
2.6
2.4
Neutra
Acida
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
90
105
TEMPERATURA °C
120
Temperatura de Blanqueo
Color RB
ACEITE DE MAIZ
95°C
115°C
COLOR RB, CELDA 5¼"
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
B80C
B81C
Temperatura de Blanqueo
Color RBD
ACEITE DE MAIZ
95°C
115°C
COLOR RBD, CELDA 5¼"
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
B80C
B81C
Optimización del Tiempo de Contacto
Optimo 15 – 30 minutos
•
Tiempo de Contacto: Entre mas largo (5 – 240 min)
•
Mejora el color RB
•
Mejora ligeramente la remoción de clorofila
PERO
•
Incrementa los subproductos de oxidación
•
Puede deteriorar el color RBD
Optimización del Tiempo de Contacto
Color RB
ACEITE DE PALMA
COLOR RB, CELDA 1“
13.0
12.5
12.0
11.5
11.0
10.5
10.0
Neutra
9.5
Acida
9.0
8.5
8.0
30
60
TIEMPO (MINUTOS)
120
Optimización del Tiempo de Contacto
Color RBD
ACEITE DE PALMA
3.0
COLOR RBD, CELDA 1"
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
Neutra
Acida
1.6
1.4
1.2
1.0
30
60
TIEMPO (MINUTOS)
120
Efectos del Vacío
•
•
•
Mucho vacío (<50 mmHg) puede afectar la eficiencia
del blanqueo via una rápida evaporación de la
humedad en el sistema.
Muy bajo vacío (>100 mmHg) puede afectar la
oxidación, el secado y potencialmente la filtración.
Un vacío óptimo (50 - 100mmHg) es el perfecto
equilibrio entre oxidación y eficiencia durante el
blanqueo.
Efectos de la Humedad del Aceite
•
•
•
Humedad óptima (0.3%) mejorará la remoción de
clorofila y de fósforo.
Demasiada humedad (>0.5%) puede afectar la
filtración y reducir la eficiencia del blanqueo.
Muy baja humedad (<0.1%) puede afectar la
eficiencia del blanqueo via deshidratación de
contaminantes.
Efectos de la humedad del aceite
Aceite de soya refinado
4.8
70
4.6
65
4.4
60
Clorofila ppb
Color rojo
4.2
4
3.8
3.6
55
50
45
40
35
3.4
30
3.2
25
3
20
Low
Med
High
Low
Med
High
Low
Med
Contenido de agua
Clay A
Clay B
Clay C
Baja = < 0.1%
Optima = 0.2 – 0.4%
Alta = 0.5 % Water
High
Low
Med
High
Low
Med
High
Low
Med
Contenido de agua
Clay A
Clay B
Clay C
Condiciones constantes:
115°C, 25” Hg, 1.5%, 45 min
High
Resumen
•
•
•
El blanqueo es un complejo grupo de reacciones
simultaneas y no todas ellas estan mejorando la
calidad del aceite.
Es preciso entender como cada condición de proceso
afecta cada variable de calidad y utilizar este
conocimiento para optimizar nuestro proceso.
Cada sistema tiene sus condiciones óptimas únicas
(Temp, Tiempo, Tipo de tierra, Humedad, etc).
BIBLIOGRAFIA UTIL
AOCS Lipid Library: http://lipidlibrary.aocs.org/
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GRACIAS