Refinación de Aceites

El objetivo de la refinación de los aceites y grasas es la remoción de los componentes indeseables de éstos para el consumidor. Cuando hablamos de “indeseables” nos estamos refiriendo a aquellos componentes que le dan características sensoriales que no son del agrado de algunos consumidores. En algunos casos, sin embargo, estas características son percibidas como naturales o agradables.

Los componentes usuales que se remueven pueden ser:

• ácidos grasos libres (AGL),
• gomas (fosfolípidos),
• peróxidos, iones metálicos,
• pigmentos, y
• otros componentes menores.

Además, la refinación debe buscar la preservación de las vitaminas y elementos antioxidantes que contienen los productos.

Las operaciones de refinación deben garantizar la menor pérdida de aceite y proteger al aceite de su degradación.

La Refinación de Aceites es el nombre genérico a las operaciones de desgomado, neutralización, blanqueo o clarificación y deodorización a la que se somete el aceite para lograr un aceite envasado, listo para su uso por los diferentes consumidores.

Para comenzar con la revisión de la refinación de aceites comenzaré con una breve descripción de lo que es la neutralización química.

Neutralización.

Conocemos que los ácidos grasos son triglicéridos, compuestos de glicerol con ácidos grasos. Los ácidos grasos libres, en cambio, se definen como ácidos grasos que tienen un grupo ácido pero que no están unidos a un alcohol.

En el proceso de neutralización química se pretende neutralizar la terminal ácida de la molécula del ácido graso libre con un reactivo alcalino fuerte. Hay dos formas de hacerlo, una de ellas, por lotes, y, la otra, en forma continua.

Los procesos batch se tienen en Plantas que operan en pequeña escala, siendo estas instalaciones de un menor costo de capital, sin embargo, la operación se hace más dependiente del operador, las pérdidas son mayores y la calidad obtenida es inferior. Por kilogramo de aceite producido, los costos, por lo general, son mayores que los realizados en plantas continuas. Además, por las mismas características del proceso, el trabajo manual tiene un grado de dificultad mayor que en las plantas continuas: pesar el lote, abrir y cerrar válvulas, determinar el tiempo preciso de parada del proceso (determinado por la calidad del producto), descarga del tanque, etc.

En plantas continuas, que se utilizan para producciones mayores, se dispone, a la entrada de ellas, de un estanque de alimentación diaria, desde donde se provee el aceite crudo a un intercambiador de calor de placas, para llevarlo a las condiciones de proceso, el cual es de 90 - 95ºC.

A continuación el aceite es tratado con ácido fosfórico para su Desgomación - eliminación de fosfátidos no hidratables - y luego con soda cáustica para su Neutralización. En esta etapa se trata de transformar los fosfolípidos no hidratables a su forma hidratable, quebrando el complejo metal/fosfátido con el ácido fuerte. Tanto la Desgomación, como la Neutralización, se llevan a cabo en mezcladores continuos especialmente diseñados para tener tiempos de residencia adecuados. En algunas plantas refinadores el tiempo de residencia, o de mezcla, se realiza pasando la mezcla a través de tuberías (con el cálculo preciso para proporcionar el tiempo necesario de mezcla), o bien, calculando el tiempo de residencia de la mezcla en pequeños tanques de mezcla.

El producto de reacción de estas etapas - el jabón o soapstock - junto al aceite, es conducido a una centrífuga, para su separación.

Después de esta etapa, el aceite aun lleva jabón en suspensión, el que es removido por lavados con agua blanda caliente, la que a su vez, con los residuos de jabón, es separada del aceite por medio de otra centrífuga. Se puede hacer un segundo lavado del aceite con una tercera centrífuga.

Finalmente el aceite es conducido a una torre de secado. Con todos estos procesos se han reducido fuertemente del aceite, los ácidos grasos libres, las gomas, la humedad, jabones, compuestos azufrados, de oxidación, metales, etc.

Una variante de este último paso es pasar directamente el producto al siguiente proceso, el de clarificación o blanqueo, sin secarlo previamente, puesto que en el proceso se terminará de secar. Pero para realizar dicha variante hay que considerar la eficacia de controlar la humedad del aceite antes de las mezclas con el decolorante.

En la figura que se presenta arriba se puede ver el diagrama simplificado. Una planta de neutralización consta de una cantidad de equipos para el proceso y su control. De hecho se tienen bombas de alimentación, controladores de flujo, controladores de temperatura - asociados al intercambiador de calor-, controladores de mezcla y una serie de equipos que permitan controlar eficazmente el proceso.

Un aceite neutralizado debe tener un máximo de 500 p.p.m de jabón, una humedad menor a 0.1% (la humedad en el aceite puede degradarlo, si éste permanece mucho tiempo sin continuar el proceso).

Datos adicionales al proceso

La concentración del ácido fosfórico que se utiliza es del 75 al 85%. En término promedio, se adicionan de 1 a 3 kilogramos por cada 1000 kilogramos de aceite.

Con relación a la soda caústica, se usa en una concentración de 12 a 14ºBe, en un exceso de hasta el 40%, con base a la relación estequiométrica con los ácidos grasos libres que neutralizará, y al ácido fosfórico agregado anteriormente. De esta forma se puede plantear que se tendrán 0.1420,142 kg NaOH (100%) por kg AGL + 0,816 kg NaOH (100%) por kg H3PO4 (100%).

Un aceite neutralizado típico, como ya se ha dicho anteriormente, debe tener las siguientes características:

• Acidez libre: <0.1%
  
• - Fosfolipidos: < 10 ppm
  
• – Jabón: < 50 ppm
  
• – Humedad: < 0,1 %
  
• – Impurezas: no

Para calcular las pérdidas se considera la pérdida teórica (TL):

• TL = AGL + fosfolípidos+ humedad + impurezas + 0,3%

Pérdidas por neutralización:

• TL < 3 %: Pérdida = 1,25 x TL + 0,3
• TL> 3 %: Pérdida = 1,35 TL