hidrogenaciÓn de las grasas

HIDROGENACIÓN DE LAS GRASAS

Contenido

1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVO 2 2 EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN 3 3 VENTAJAS DEL PROCESO 4 4 OBTENCIÓN DE PRODUCTOS POR HIDROGENACIÓN 4 5 FACTORES A CONSIDERAR EN EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN 5

5.1 Referidos al tipo de grasa a hidrogenar 5 5.2 Referidos al proceso de elaboración 5

6 PRECAUCIONES EN EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN 6 6.1 Según el tipo de grasa a hidrogenar y producto final obtenido 6 6.2 Parámetros en la elaboración del proceso 6

7 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE HIDROGENACIÓN 7 7.1 Etapas del proceso 7 7.2 Esquema general de una planta industrial 9

8 BIBLIOGRAFÍA 10

TRABAJO HIDROGENACIÓN 08/09

Jesús-Blas Gómez Castañeda Miguel A. Mañas Gómez Fecha de realización: 01/05/2009


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1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVO


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2 EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN


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3 VENTAJAS DEL PROCESO

4 OBTENCIÓN DE PRODUCTOS POR HIDROGENACIÓN

Según el grado de hidrogenación, obtendremos grasas y productos diferentes. Tenemos tres tipos de hidrogenación: A.- Hidrogenación ligera: la reacción es muy corta, el índice de yodo final puede estar cercano a 100. Obtenemos mediante este tipo de hidrogenación shortening fluidos, muy utilizados en repostería y margarinas. B - Hidrogenación parcial: en este caso la reacción se corta al alcanzar la curva de sólidos deseada. El índice de yodo final es variable según la aplicación, pero suele estar entre 50 y 100. Obtenemos así shortening plásticos, grasas semisólidas y de mayor plasticidad. El producto final contiene usualmente grandes cantidades de ácidos grasos trans. C.- Hidrogenación completa: su objetivo final es la saturación de todas las moléculas de aceite, por lo que la reacción se alarga hasta conseguir ese objetivo. El índice de yodo final es cercano a 0 y un punto de fusión muy elevado. Esta grasa no es adecuada para el consumo por ser demasiado sólida y desagradable, pero se combina con otros procesos como la interesterificación para obtener una curva de sólidos adecuada para ser consumida.


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Obtenemos de esta forma productos duros y quebradizos. La grasa totalmente hidrogenada está formada únicamente por ácidos grasos saturados, por tanto, no contiene grasas trans. Recomendaciones dietéticas sobre grasas trans. Según OMS (Organización Mundial de la Salud), no debemos tomar más de 5g/día de grasas trans. Ejemplos de raciones de alimentos para ver su contenido en grasas trans: Patatas fritas (150g) 7 gramos de grasas trans. Pastel de manzana industrial (ración) 6 gramos de grasas trans. Bollo industrial (unidad) 5 gramos de grasas trans. Hamburguesa (200g) 3 gramos de grasas trans. Quesito (unidad) 2-5 gramos de grasas trans. Magdalena (unidad) 1-2 gramos de grasas trans.

5 FACTORES A CONSIDERAR EN EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN

5.1 Referidos al tipo de grasa a hidrogenar

a) Grado de instauración de los ácidos grasos, cuanto mayor sea, mayor es su tendencia a hidrogenarse y por tanto mayor velocidad en el proceso.

b) Los ácidos grasos que presentan grupos metilenos activos, presentan mayor velocidad de hidrogenación.

c) A medida que se reduce la distancia del doble enlace respecto al grupo carbonilo, tendremos menor velocidad de hidrogenación.

d) Al aumentar el peso molecular o la longitud de la cadena del ácido graso, disminuye la velocidad de hidrogenación.

e) Si la grasa originaria fuera una grasa alimenticia, una vez hidrogenada no podemos saber cuál es la original.

f) Coste de la materia prima a hidrogenar.

5.2 Referidos al proceso de elaboración

a) Temperatura: a mayor temperatura mayor velocidad en el proceso; pero cuidado con temperaturas por encima de 210ºC.

b) Presión: a mayor presión mayor velocidad del proceso. Ideal sobre 5 bares de presión.

c) Hidrógeno: a mayor concentración y agitación, mayor velocidad en el proceso.

d) Catalizador: hay que tener en cuenta la naturaleza del catalizador y su concentración. En general a mayor concentración, mayor velocidad en el proceso, ojo a la recuperación y eliminación de trazas en el aceite.


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Los catalizadores más usados son: 1.- Níquel, con las siguientes características: . Muy disponible y bajo coste. . Inerte. . No es muy selectivo. . Forma compuestos trans. 2.- Cobre, con las siguientes características: . Muy disponible y mayor actividad que el níquel. . Mayor selectividad sobre grasas vegetales. . Mayor consumo y poca reutilización. . Forma menos compuestos trans.

6 PRECAUCIONES EN EL PROCESO DE HIDROGENACIÓN

6.1 Según el tipo de grasa a hidrogenar y producto final obtenido

a) Posible aparición de un exceso de grasas trans, en hidrogenación parcial (5-45%).

b) El ácido linoleico tiene mayor tendencia a conjugarse que a hidrogenarse, pero no es muy importante, ya que la conjugación aumenta la tendencia a hidrogenación.

c) Muchas veces como consecuencia de la hidrogenación pueden aparecer isómeros de ácidos grasos que no existen en las grasas naturales y cuya acción nutritiva y fisiológica no se conocen.

d) Pérdida de ácidos grasos esenciales en el producto final (linoleico y αlinolénico).

e) Aceites más claros, menos intensos y con menos carotenoides que los originales.

6.2 Parámetros en la elaboración del proceso

a) Temperatura: no debe superar en ningún caso los 210 º C, puesto que a partir de esas temperaturas se forman compuestos nocivos e indeseables como hidrocarburos aromáticos policíclicos. Es por ello que se debe refrigerar el aceite, siendo este el factor limitante de la reacción. También hay destrucción de Vitaminas A y D, así como estearinas en el proceso térmico. Existe además destrucción de compuestos volátiles.

b) Presión: el aumento de presión hace subir la velocidad de reacción. Se trabaja a las presiones más altas que sean viables económicamente, usualmente 5 bares de presión.

c) Catalizador: normalmente se utiliza níquel soportado en una base de sílice. Es un catalizador poroso, el cual se adhiere recubierto en grasa para su


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protección. El catalizador suele tener un 20% en Ni, utilizándose una dosificación en torno al 0,1% en peso.

El producto final no debe contener nada de níquel. - Fiabilidad del proveedor del hidrógeno: el hidrógeno puede provenir de una planta electroquímica del tipo Lurgi o bien por el método de la electrolisis de soluciones de hidróxido de potasio en trenes de batería, puesto que es necesaria alta pureza. - Si el producto final, es o no comestible, hay que hacer operaciones posteriores, como interesterificación, adición de emulsionantes, sal, fitosteroles etc.

7 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE HIDROGENACIÓN

Cada producto hidrogenado precisa un conjunto de condiciones operativas específicas: Tª, Presión, cantidad y tipo de catalizador

7.1 Etapas del proceso

a) Carga: Aceite + Catalizador + Coadyuvante de filtración en un convertidor. Se pasa por un convertidor de calor.

b) Hidrogenación: Se inyecta el hidrógeno al aceite calentado. Medimos presión hidrógeno y controlamos calor liberado en la reacción mediante agua de refrigeración. La duración del ciclo depende del IY final deseado. La cantidad de hidrógeno necesario se mide con un contador de gas.

c) Reciclaje del hidrógeno: El gas excedente se enfría y se recicla d) Recuperación térmica: El aceite hidrogenado se enfría mediante un

convertidor de calor para llevarlo directamente al filtrado. e) Filtración catalítica: El aceite se bombea a través de un filtro a presión con

poros insignificantes f) Tratamiento posterior: Para separar los últimos vestigios del catalizador

añadiendo ácido cítrico y coadyuvante de filtración o tierra de infusorios. El ácido reacciona con los restos de niquel formado un complejo insoluble que


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se precipita en el coadyuvante. El hidrógeno disuelto y el agua de la solución de ácido cítrico se elimina del aceite por vacio

g) Filtración final y enfriado: El aceite se bombea hacia un filtro que extrae el complejo de citrato de niquel. Luego se enfría mediante un intercambiador de calor


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7.2 Esquema general de una planta industrial


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8 BIBLIOGRAFÍA

• Producción, análisis y control de calidad de aceites y grasas comestibles. AMV Ediciones.

• Apuntes de clase. Tema Hidrogenación grasas • Introductions to Fats and Oils Technology. Richard D. O`Brien • Introducción a la hidrogenación de aceite y su implementación en un

proceso supercrítico: caso del aceite de girasol. Nancy Ajzenberg • http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrogenaci%C3%B3n_(aceites)

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