UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ESCUELA PARA EL DESARROLLO AGROINDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

MODULO IX

MATERIA:

INDUSTRIALIZACION DE GRASAS Y ACEITES

ALUMNA:

Daquilema Rea Jessica Alexandra

CURSO:

Cuarto Año

Semestre IX

CATEDRÁTICO:

Ing. Mauro Caicedo

Quevedo

2015

1. INDUSTRIA DE GRASAS Y ACEITES

Productos de origen animal o vegetal, o sus mezclas, que reúnan las características y especificaciones de la Reglamentación Técnica Sanitaria, y cuyos componentes principales son glicéridos de los ácidos grasos, pudiendo contener otras sustancias en proporciones menores.

(ACEITES: Líquidos a 20ºC; GRASAS: Sólidos a 20ºC)

ORIGEN VEGETAL: Los que se obtienen de frutos o semillas oleaginosos.

ORIGEN ANIMAL: Los que se obtienen de los depósitos adiposos de determinados animales.

En base a su origen, las grasas se clasifican en animales, vegetales y mezclas.

Dentro de las grasas de origen animal hay grasas poliinsaturadas (origen marino), grasas insaturadas (grasa de aves), moderadamente insaturadas (manteca porcino), saturadas (sebo vacuno) y mezclas de todas las anteriores.

Dentro de las grasas vegetales, tenemos unos aceites más insaturados (girasol, maíz o soja) que otros (oliva, palma o coco).

Un tercer grupo de lípidos de interés creciente es el formado por mezclas de grasas y subproductos industriales cuya materia prima original es la grasa. En este grupo tenemos las oleínas, las lecitinas, las grasas de freiduría, los subproductos industriales y los destilados procedentes de la industria del glicerol y de los ácidos grasos. ( Unidadde Residuos de la CONAMA RM., 2000)

Lípidos

Son un grupo de sustancias heterogéneas que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas (insolubles en agua) pero solubles en solventes orgánicos no polares como éter, bencina, alcohol, benceno y cloroformo. Son untuosos tacto (resbaladizos), tienen brillo graso y menor densidad que el agua por lo que flotan en ella.

Son una fuente importante de energía, por lo que son indispensables en la dieta. En los países en vías de desarrollo las grasas aportan entre un 8 y 10% del consumo energético total, la OMS recomienda entre un 20 – 25% del total de ingesta; mientras que en algunos países industrializados llega a ser hasta 36%. Ordinariamente los lípidos

reciben de forma incorrecta el nombre de grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales.

Los más abundantes son las grasas, que puede ser de origen animal o vegetal

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O pudiendo contener además N, P y S. Son un grupo muy heterogéneo de moléculas aunque tienen en común las siguientes propiedades: Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos, es decir, no polares, como el éter, cloroformo, benceno, acetona. (Franco, 2005)

ESTRUCTURA

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H) y en menor medida oxígeno (O), aunque también pueden contener fósforo (P), azufre (S) y nitrógeno (N).

Tienen carácter anfipático, ya que los ácidos grasos tienen dos zonas diferentes; el grupo carboxilo es polar y la zona de la cadena hidrocarbonada es no polar, que tiende a establecer enlaces de Van der Waals con otras cadenas semejantes. El tamaño de la cadena saturada es el responsable de la insolubilidad en agua de estas moléculas en un medio acuoso tienden a dispersarse en forma de láminas o micelas (monocapa o bicapa), de modo que constituyen emulsiones. Aquí las zonas polares establecen los puentes de hidrógeno con el agua y los no polares se alejan de esta. La zona polar es zona hidrófila o lipófoba (soluble en agua) y la zona no polar es la zona lipófila o hidrófoba (repele el agua). (Sanz, 2005)

CLASIFICACIÓN:

Resulta difícil definirlos químicamente, ya que forman un grupo muy heterogéneo.

Los lípidos se clasifican en tres grupos, atendiendo a su composición química:

1. Con ácidos grasos denominados lípidos saponificables (formación de jabón), a su vez pueden ser:

A. Simples: integrados solo por C, H y O. Se incluyen los propios ácidos grasos, acilglicéridos y céridos.

B. Complejos: además de C, H y O, contienen átomos de P, N o S. Se les suele llamar lípidos de membrana ya que forman parte esencial de las membranas celulares. Aquí se incluyen los fosfolípidos y glucolípidos.

2. Lípidos no saponificables: No sufren de hidrólisis alcalina ya que carecen de ácidos grasos en su molécula. Son los isoprenoides, esteroides y prostaglandinas.

3. Lípidos conjugados: lípidos de los grupos anteriores unidos a otras sustancias.

Saponificables simples: ácidos grasos.

Los ácidos grasos en estado libre son muy raros en la naturaleza, la inmensa mayoría se encuentran formando parte de otros lípidos, de los que se obtienen por hidrólisis ácida o enzimática de los lípidos saponificables.

Químicamente son cadenas hidrocarbonadas de número variable de átomos de carbono en cuyo extremo hay un grupo carboxílico.

Pueden ser: saturados cuando todos los carbonos tienen sus valencias ocupadas por hidrógeno y a temperatura ambiente tienen consistencia de grasa sólida como la manteca de cerdo, en este tipo de molécula es mayor el número de enlaces de Van del Waals que hay que romper y el punto de fusión es más alto.

Los ácidos grasos insaturados y poliinsaturados presentan respectivamente uno o varios dobles enlaces entre los carbonos, la presencia de los dobles enlaces reduce el punto de fusión ya que los enlaces de Van der Waals son escasos. Por tanto, los dobles enlaces a temperatura ambiente son fácilmente identificables, ya que su punto de

fusión es menor que en el resto de los ácidos grasos, dándoles una consistencia líquida, como el aceite de oliva. ( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000)

En ella se advierte que en los ácidos grasos saturados, mientras mayor sea el número de carbonos, mayor es su punto de fusión, es decir, son sólidos a temperatura ambiente, en cambio algunos ácidos grasos insaturados tienen puntos de fusión negativos, lo que indica que son líquidos a temperatura ambiente y algunos aún congelados, siguen siendo líquidos.

Semilla, variedades, siembra, cultivo

El maíz (Zea mays L.) se cultiva en aproximadamente 140 millones de hectáreas (M ha) en todo el mundo: 97 M ha en los países en desarrollo, 34 M ha en los países industrializados, y 9 M ha en Europa oriental y en la ex Unión Soviética (CIMMYT, 1994). El maíz constituye el alimento básico de varios cientos de millones de personas en el mundo en desarrollo. En el este y el sur de Africa, el habitante promedio consume

80 kg de maíz cada año; en México, América Central y el Caribe, 170 kg. Asimismo, en el este de Asia la utilización anual de maíz per cápita es de 100 kg en promedio, y en el Cono Sur, de más de 190 kg. En ambos casos se utiliza principalmente para alimentar a los animales. Desafortunadamente, los países en desarrollo no producen suficiente maíz para satisfacer su demanda interna y deben, por tanto, importar cerca de 30 millones de toneladas de maíz cada año.

El empleo de variedades y prácticas agronómicas mejoradas contribuirá a aumentar los rendimientos de maíz y a reducir las importaciones en esos países. ( Unidad de Residuosde la CONAMA RM., 2000)

SELECCIÓN

El primer paso en la selección es encontrar una variedad que se adapte a su localidad y condiciones de cultivo. Esto puede requerir algo de exploración. Investigue entre los viejos agricultores de su área, a ellos les encanta compartir sus semillas favoritas.

Recientemente, en una sola tarde de verano de tocar puertas y platicar, un amigo y yo descubrimos una semilla de cebolla roja y dulce, realmente única, cultivada por una familia en este valle por alrededor de cien años, y otra de centeno con una tolerancia

excepcional al clima, pues se ha adaptado al área por más de cuarenta años. Además, nos orientaron para conocer y obtener otras variedades locales de un valor incalculable.

Es probable que muchos agricultores conozcan o posean semillas únicas que quizás se pierdan si no tomamos la responsabilidad de encontrarlas y preservarlas. (Franco, 2005)

FORMAS DE PREPARAR EL TERRENO DE SIEMBRA PARA OBTENER BUENAS COSECHAS

La preparación del terreno es un conjunto de actividades que tiene como objetivo preparar una buena cama de siembra, que asegure la germinación y emergencia de la semilla, sin embargo, ello no depende sólo de la forma en que se realice la preparación de la cama, sino de las características físicas y genéticas de la semilla, así como de la manera en que se deposite en la cama de siembra.

La siembra es una actividad agrícola que consiste en colocar la semilla en el suelo. Se denomina así al hecho de poner o esparcir semillas en la tierra o en recipientes preparados para ello, con el fin de que germinen y emerjan nuevas plantas. Los cultivos se pueden sembrar durante los doce meses del año en los diversos tipos de clima y suelos, acompañada de otros recursos como agua disponible, fertilizante, prácticas culturales.

La profundidad de siembra es un factor importante al momento de sembrar, se entiende como profundidad de siembra, a la distancia a la cual va a ser enterrada la semilla. La siembra demasiado profunda ocasiona muchas de las fallas en establecer una población uniforme, por lo consiguiente, el equipo de siembra debe estar provisto de dispositivos eficientes y precisos para controlar la profundidad.

La profundidad de siembra varía con el tipo y humedad del suelo, clase de semilla, y estación en que se siembra. Para lograr una emergencia rápida de las plantas, la semilla debe ser colocada en suelo húmedo, pues esto no quiere decir que se siembre tan profundo que la plántula no alcance a salir. En suelos ligeros se puede sembrar más profundo y en suelos pesados es aconsejable una siembra más superficial. ( Unidad deResiduos de la CONAMA RM., 2000)

Método de siembra.

El método de siembra que se pretenda utilizar depende en cierta forma de los implementos que se tengan, para desarrollar esta actividad, y puede ser siembra manual o siembra mecánica.

El método de siembra manual, consiste en colocar la semilla en la cama de siembra con la mano, según la época y el cultivo.

En el método de siembra mecánico, se utilizan sembradoras mecánicas. La siembra mecánica solo funciona en terrenos planos y los implementos son remolcados con tractor realizándose con mayor rapidez y aprovechando al máximo el terreno de cultivo. (Panreac., 2010)

2. INDUSTRIA DE ACEITES

Los aceites crudos que se procesan en las refinarías de aceites para consumo humano, son naturales y pueden ser de origen vegetal o animal marino o terrestre. Estos aceites están compuestos sobre un 90% de triglicéridos y como son materias primas naturales contienen además, una serie de componentes menores los que deben, en la mayoría de los casos, removerse o disminuir su concentración durante su procesamiento. ( Unidadde Residuos de la CONAMA RM., 2000)

Los triglicéridos son triésteres de glicerina y ácidos grasos, siendo éstos últimos los que otorgan las características físicas y químicas propias a cada aceite. Es así, como los aceites vegetales están constituidos principalmente por triglicéridos con ácidos grasos de 18 átomos de carbono en su molécula, y en proporción menor con ácidos grasos de menor y mayor número de átomos de carbono. En el caso de los aceites marinos, la proporción de ácidos grasos de 20 y más átomos de carbono es bastante mayor que en los aceites de origen vegetal. Estos ácidos grasos, así configurados, pueden a su vez contener diversos grados de insaturación en su conformación. Las grasas y aceites de origen animal terrestre contienen una gran proporción de ácidos grasos saturados.

Se llama grasa a los aceites que son sólidos a temperatura ambiente. En general, una propiedad física como el punto de fusión de los triglicéridos, aumenta con el número de átomos de carbono en la cadena de los ácidos grasos y con la saturación de ellos. ( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000).

REFINAMIENTO DE ACEITES. Las grasas  y los aceites de uso comercial en alimentos provienen de diferentes  fuentes, pero existen muchas materias primas de donde se pueden extraer estos lípidos. Después de procesos para extracción de los tejidos adiposos de animales y los granos de oleaginosas, por medio de prensado o por diferentes solventes se obtiene los aceites de consumo. (Jimenez, 2004)

Excepto algunos finos, como los de oliva extra virgen, los aceites contienes impurezas que deben ser eliminadas. Es por eso que tienen que ser sometidos a diferentes procesos y serie de operaciones para eliminar las impurezas y conseguir mejores propiedades  organolépticas. (Jimenez, 2004)

Es necesario someterle a dichos procesos para liberarlos de fosfátidos, ácidos grasos libres, pigmentos y sustancias que produzcan mal olor y sabor. (Jimenez, 2004).

Neutralización.

Es el proceso por el cual se eliminan ácidos grasos libres de los aceites, pero también reduce los monoacilglicéridos y fosfátidos que pudieron  haber quedado después del desgomado.

La neutralización puede hacerse en caldera por cargas o en proceso continuo.Cuando es por cargas, se hace añadiendo al aceite una solución de sosa al 12-15%, en la proporción   estequiométrica deducida de una valoración previa. Esta operación se lleva a cabo  en una caldera provista  de un agitador y calefacción con vapor. La lejía se añade lentamente y se forma una emulsión en el aceite que luego se rompe. La emulsión, conforme aumenta la temperatura, se une en forma de pasta. La mezcla pasa a los decantadores donde se separa el jabón y el aceite.

En la operación se producen perdidas por saponificación. El aceite decantado retiene residuos de jabón que debe someterse a un lavado, cuidando que no se forme emulsiones.En las instalaciones continuas, el aceite disuelto en hexano, entra en un reactor de neutralización con agitación, junto con NaOH acuoso y alcohol. De allí pasa a un decantador donde se separan las fases y se recupera el aceite.

La neutralización de aceites  con más de 12% de ácidos grasos libres es complicada, porque la abundante pasta formada es difícil de separar y las pérdidas son grandes. El proceso para la neutralización es entonces una destilación a vacío elevado.

El procedimiento se basa en que los ácidos grasos libres pueden destilarse a un vacío elevado. Para eliminar la totalidad  de los ácidos grasos, sin deteriorar el aceite, se utiliza un vacío de hasta 5 mmHg y calentándolo a una temperatura de 180-240ºC.

Los aceites bien neutralizados contienen menos de 0.1% de ácidos grasos libres. Esto es recomendable especialmente si los aceites se utilizarán para el proceso de hidrogenación. (Jimenez, 2004).

Decoloración (Blanqueo).

El aceite neutro y lavado se decolora añadiendo tierras adsorbentes (arcillosa o silícea).

Las arcillas son tratadas con ácido clorhídrico o sulfúrico diluidos. El aceite y la tierra

se agitan, a temperaturas máximas de 90ºC. La cantidad de tierra necesaria depende de

la cantidad de color del aceite y del grado de decoloración que se quiera obtener. A

veces se utilizan mezclas de tierras y carbón activado (5-10%) para obtener mejores

resultados. El aceite decolorado se filtra mediante filtro prensa y la tierra usada se

desecha.

(La clorofila se fija bien a las arcillas y los carotenoides oxhidrilados son absorbidos por las tierras neutras y básicas, mientras que los betacarotenoides y el gosipol no lo hacen así.) ( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000)

En las instalaciones modernas la decoloración se hace en proceso continuo y al final se utilizan dos filtros prensa, uno en uso y otro en limpieza alternativamente.

El color de los aceites disminuye considerablemente durante la hidrogenación, debido a la desaparición de grupos cromóforos, debido a la reducción de enlaces π.

Desgomado.

El objetivo es eliminar los fosfátidos y glicolípidos, que se extraen de las semillas disueltas con el aceite. Es importante el proceso debido a que sin este refinamiento, los triglicéridos se alteran con mayor facilidad y adquieren sabores y olores desagradables (Otros problemas indeseables son: decantación en los tanques de almacenamiento, mayor susceptibilidad a la oxidación, formación de espumas durante el calentamiento).

El proceso consiste en tratar el aceite con agua o vapor, para que los fosfátidos se hidraten y precipiten, al hacerse insolubles en la fase grasa. Se realiza en tanques dotados de un agitador, para incorporar el agua (2% v/v) a una temperatura de 70ºC.

El aceite pasa a una centrifuga de gran velocidad, en la que se separan los fosfátidos, junto con el agua en exceso, del aceite desgomado.

Los fosfátidos son deshidratados, y éste contiene otros lípidos e impurezas, y es de donde se obtienen las lecitinas. Puede ser tratado con peróxidos para obtener productos más claros. (Las lecitinas obtenidas tienen un valor comercial y se aplican, por su carácter emulgente, en diversas industrias de alimentación.). (Franco, 2005)

3. GRASAS Y CERAS

3.1. Introducción .

Los productos agrícolas y forestales constituyen la tercera fuente de productos químicos. Estas materias primas nos proporcionan fundamentalmente grasas, aceites e hidratos de carbono. A pesar de que se renuevan continuamente, las demandas mundiales de alimentos y energía son tales que no se dispone de estos materiales en cantidades ilimitadas para su empleo en la Industria Química Orgánica. (Sanz, 2005)

La fabricación de productos químicos por medio de procesos que utilizan grasas y aceites representa sólo una fracción pequeña de la producción total actual de compuestos químicos, no obstante estos procesos juegan un papel importante y, en algunos casos, indispensable.

El campo principal de aplicación de las grasas y aceites se encuentra en la industria alimentaria. Los productos más importantes son la mantequilla, el aceite de oliva, el aceite de girasol y el aceite de soja.

Desde un punto de vista industrial las principales aplicaciones de grasas y aceites se centran en la fabricación de jabones y de polímeros para la preparación de pinturas y barnices si bien están siendo desplazados por productos derivados del petróleo que resultan más competitivos. (Sanz, 2005).

3.2. Composición de grasas y aceites.

Las grasas y aceites se obtienen a partir de fuentes vegetales y animales. Están constituidos por triglicéridos, que son esteres de una molécula de glicerina con tres ácidos grasos. La mayoría de los triglicéridos son mixtos; es decir, 2 o 3 de sus ácidos grasos son diferentes. En la Tabla 2.1 se dan los ácidos grasos más importantes constituyentes de los triglicéridos. (Sanz, 2005).

 

Salvo raras excepciones, los ácidos grasos naturales tienen un número par de átomos de carbono, ya que su biosíntesis se produce por unión de grupos acetilo. Los ácidos grasos insaturados naturales son generalmente isómeros cis. La presencia de dobles enlaces cis altera la forma lineal recta de los ácidos grasos y les da una forma angular. Por eso las moléculas de los ácidos grasos saturados (estructura lineal en zig-zag) presentan un mayor empaquetamiento y sus puntos de fusión son más elevados.

Los ácidos linoleico, linolénico y araquidónico no se biosintetizan en el hombre, y son esenciales en la dieta porque de ellos se derivan las prostaglandinas, hormonas que desempeñan funciones vitales tales como tensión sanguínea, contracción de músculos lisos y fertilidad entre otras. También intervienen en procesos antiinflamatorios y en la coagulación sanguínea. (Franco, 2005)

En la Tabla se muestra la composición, en %, de varias grasas y aceites naturales.

Cuanto mayor es el número de dobles enlaces más inestable es el aceite al oxígeno del aire. El ataque se produce preferentemente en el grupo metileno adyacente a un doble enlace o entre dos dobles enlaces dando lugar a hidroperóxidos. Estos hidroperóxidos se escinden dando aldehídos y cetonas que comunican el típico sabor y aroma rancios, aunque se encuentren en cantidades muy pequeñas. (Sanz, 2005)

 

3.3. Extracción de grasas y aceites.

La extracción de las grasas y aceites naturales y sus transformaciones constituyen un sector industrial de gran importancia económica. Las principales materias primas utilizadas son los sebos y tocinos animales, los huesos, los productos secundarios de las fábricas de harina de pescado (vísceras y extractos), la aceituna y las semillas oleaginosas.

Las grasas animales se extraen calentando con vapor, en autoclaves, los tejidos semitriturados; con ello las grasas se funden y se separan. Se utilizan para fabricar distintos tipos de tensoactivos.

3.3.1. Extracción del aceite de semillas oleaginosa.

Para la obtención de aceites vegetales procedentes de semillas oleaginosas hay que descortezar y triturar las semillas previamente. Las semillas oleaginosas contienen unos 45% de aceite una vez peladas. Hay dos métodos fundamentales para obtener el aceite: el prensado y la extracción con disolventes apolares.

En el primer caso, una vez limpias las semillas se trituran y se calientan con vapor con objeto de dilatar los tejidos celulares. Seguidamente se someten a presión con prensas continuas de huso que alcanzan presiones altas y, simultáneamente, calientan la masa triturada. De este proceso se obtiene el aceite crudo y la torta. El aceite crudo se decanta, se filtra y pasa al proceso de refinado. La torta, que aun contiene entre un 15% y un 25% de aceite pasa a la etapa de extracción con disolvente.

Para la extracción con disolventes se utiliza la fracción de petróleo que destila entre 55 y 65 ºC, denominada hexano comercial. El hexano circula, a contracorriente, a través de depósitos llenos de material triturado. La disolución obtenida se destila para recuperar el hexano y obtener el aceite. Ambos procesos se usan extensamente para obtener aceites de semillas oleaginosas (soja, girasol, algodón, colza). El aceite así obtenido hay que refinarlo antes de utilizarlo para consumo humano. El residuo sólido desengrasado es muy rico en proteínas y se utiliza para la fabricación de piensos compuestos y para extraer proteínas destinadas a la industria alimentaria. (Panreac., 2010)

3.3.2. Extracción del aceite de oliva.

El componente principal es el ácido oleico (70-85%) seguido del linoleico ((5-15%). El resto es ácido palmítico que es el responsable de que aparezca un precipitado cuando el aceite se enfría. La Pulpa o mesocarpio supone del 65-85% del peso total, el Hueso del 13-23% del peso total y, la Semilla 2-3% del peso total. Contenido en aceite de las aceitunas maduras oscila entre el 15-30%.

La extracción del aceite de oliva se efectúa en varias etapas sucesivas que influyen, todas ellas, en las propiedades del aceite final. Hay diferentes tipos de aceite: Virgen Extra (acidez menor o igual a 0,8°; apto para el consumo directo; sabor y olor irreprochables). Virgen (acidez menor o igual a 2°; apto para el consumo directo; sabor y olor irreprochables). Aceites de oliva: El aceite de oliva virgen que no reúne las condiciones necesarias para su consumo directo (elevada acidez, olores o sabores pronunciados o colores anómalos) se somete a procesos de refinado para eliminar los componentes no deseados. Una vez casi desprovisto de color, sabor y olor, se enriquece con aceites de oliva vírgenes aromáticos y frutados -operación que se llama 'encabezamiento'- logrando la composición denominada comercialmente Aceite de Oliva. (Sanz, 2005)

Recolección, transporte y clasificación de la aceituna.

- Recolección de la aceituna: Tiene una gran incidencia en la calidad del aceite obtenido. De especial relevancia son el grado de madurez y el estado sanitario de las aceitunas. A mano (“ordeño”); Vareo y Medios mecánicos (vibración).

- Transporte de la aceituna a la almazara: Debe hacerse en condiciones en las que no resulten dañadas las aceitunas (evitar roturas de la piel que inician la fermentación). Para largos recorridos se recomienda usar contenedores pequeños (unos 25 kg). Para distancias medias se recomiendan contenedores de unos 1000 kg. Para recorridos muy cortos se pueden utilizar camiones y remolques sin sobrepasar una altura de carga de unos 150 cm.

- Clasificación de la aceituna (En la almazara): Con el fin de mejorar la calidad de los aceites obtenidos, se tiende a separar las aceitunas según su calidad: variedad, estado sanitario o grado de madurez. Los grupos de distintas categorías se procesan independientemente. (Panreac., 2010)

B.- Limpieza, lavado y almacenamiento.

Limpieza (Eliminación de hojas): Se suele realizar por flotación con aire de las hojas y ramas que, además de reducir el rendimiento, comunicarían al aceite color verde, sabor amargo y aspereza.

Lavado: Se realiza con agua en circuito cerrado. Sirve para eliminar impurezas solubles y pesadas (tierra, piedras) que reducirían el rendimiento y podrían deteriorar o averiar los equipos de procesado. Las aguas de lavado (aguas grasas) se pueden aprovechar por decantación y/o centrifugación obteniéndose grasas para jabones y sólidos para combustible o alimentación animal.

Almacenamiento. Después de la limpieza y el lavado se realiza la pesada de la aceituna en tolvas automáticas con registro informático. El almacenamiento hasta el momento del procesado debe ser lo más corto posibles (< 24 horas) y siempre inferior a 48 horas para evitar fermentaciones que producirían el efecto de “atrojado” quedando muy devaluada la calidad del aceite obtenido. (Jimenez, 2004)

C.- Trituración y Batido.

Una vez limpiadas y lavadas, las aceitunas están completamente preparadas para ir a las siguientes fases: molienda de las aceitunas, batido de la pasta, extracción y almacenamiento del aceite.

Molienda:

Se realiza en trituradores metálicos (de 2000 a 6000 kg/h) construidos en aleaciones resistentes al impacto con el fin de evitar la contaminación del aceite por metales. El objetivo el romper y dividir el fruto y formar una masa compuesta por pulpa (con alto contenido en aceite en sus tejidos), hueso, piel (exocarpio) y una pequeña proporción de aceite libre.

Batido: Durante esta fase la pasta de aceituna es mezclada lenta pero continuamente, para facilitar la incorporación del aceite en gotas cada vez más grandes para permitir una separación más fácil del agua de vegetación.

Las batidoras son un conjunto de cilindros huecos (generalmente tres), colocados horizontalmente unos encima de otros y abiertos en la parte superior. Estos tienen un eje central donde van acopladas unas paletas para remover la pasta. Estos cilindros están situados en una posición en cascada desde la parte superior del cilindro a la inmediatamente inferior, tras haberse sometido a un periodo de batido. Los cilindros tienen una cámara exterior cerrada por donde circula el agua caliente para calentar la masa y favorecer la separación del aceite. El tiempo y temperatura de la fase de batido son los parámetros clave que preocupan en la calidad. Las temperaturas deben mantenerse por debajo de 25–30 °C porque valores superiores pueden causar la oxidación del aceite y defectos como el sabor del preparado y/o aceite rancio. El tiempo de mezclado debe ser elegido de acuerdo con las

plantaciones de aceituna, etapa de maduración y sistema de molienda. Este puede variar desde 15 minutos para aceitunas maduras a 30–40 minutos para aceitunas “difíciles”. Se denominan pastas “fluentes” o “difíciles” aquellas en las que la formación de emulsiones dificulta la separación del aceite. Para evitar se utilizan productos correctores, como el talco (coadyuvantes tecnológicos) que eliminan o disminuyen la estructura de la emulsión. Una prolongación del tiempo de mezclado puede causar, ciertamente, una menor calidad ya que causa la oxidación de los ácidos grasos insaturados y la degradación de los componentes antioxidantes.

En la parte superior de la pasta batida sobrenada una fracción del aceite que ya se ha separado. Se trata del aceite de mejor calidad, con menor acidez y mejores características organolépticas. En la actualidad se tiende cada vez más a recuperar esta fracción de aceite. Para ello se acopla a la batidora un cilindro de malla para efectuar la percolación del aceite. (Vera, 2010)

D.- Extracción.

Extracción por presión hidráulica (sistema tradicional).

Formación de cargos y extracción por prensado: En los procesos de extracción del aceite por presión se incorpora a la batidora/percoladora un dosificador de pasta que se denomina Formador de Cargos. Su misión es repartir la masa a prensar sobre los discos filtrantes de plástico resistente y poroso denominados “capachos”. Los Cargos se apilan en torres de unos 2m de altura formados por capas alternativas de coronas de pasta y discos filtrantes. Después, el cargo es introducido en una prensa hidráulica y se aplica presión a la parte inferior, empujando los capachos contra el puente superior. Esta presión favorece la salida del mosto oleoso (mezcla de aceite y agua), separándolo del orujo que luego se decanta. Se utilizan bombas hidráulicas y el prensado se suele realizar en dos fases:

Presión de 50-75 kg/cm2: Se obtiene un aceite de baja acidez y buenas características sensoriales.

Se llega a 425 kg/cm2: Se agota la torta separándose el resto de líquidos que contiene.Las desventajas de este sistema tradicional de extracción son: discontinuidad en el proceso, y elevados costes de mano de obra y equipos. (Sanz, 2005)

Proceso de Extracción

Extracción por centrifugación (dos o tres fases).

Después de haber pasado el tiempo necesario de batido, la pasta de aceituna va directamente a una centrífuga horizontal. En la extracción por centrifugación la separación del aceite de la pasta de aceituna se efectúa mediante la fuerza centrífuga aplicada a la pasta de oliva, que separa las diferentes fases según sus diferentes densidades. El “Aceite de oliva” es la fase que tiene la menor densidad y el “orujo”, siendo un sólido, tiene la mayor densidad. Dependiendo de la centrífuga utilizada se separan tres fases:

Fase sólida (externa): Pulpa + trozos de hueso + pieles + humedad (ORUJO).

Fase acuosa (intermedia): Agua de vegetación + agua de fluidificación (ALPECHIN).

Fase oleosa (interna): Aceite de oliva.

O dos fases:

Fase externa: Orujo + Alpechín (Fase sólida con un 60-70% humedad).

Fase interna: Aceite.

En el sistema de tres fases, se añade agua (T<=30 °C) a la pasta de aceituna antes de ser introducida en la centrífuga horizontal. Mientras el decantador rota, el aceite, al ser más ligero, va hacia la parte interior, cerca del eje de rotación; el orujo y el agua de vegetación van a la parte exterior.

Se han formado tres fases: una sólida (orujo) formada por huesos de aceituna y piel, y dos partes líquidas, aceite de oliva y agua de vegetación (el agua añadida y el agua contenida en la fruta). La separación no es perfecta, ya que un pequeño porcentaje de orujo y agua de vegetación permanece en el aceite de oliva y una pequeña cantidad de aceite puede ser recuperada del alpechín. Por ello el aceite de oliva es introducido en otra centrífuga a través de la parte superior, se añade agua tibia (20-25 ºC) y tiene lugar una separación más exhaustiva.

De modo similar, el agua de vegetación es introducida en otra centrífuga idéntica, de modo que se extrae la pequeña cantidad de aceite de oliva que aún contiene. (Vera, 2010).

En los sistemas de dos fases, el decantador no necesita que se le añada demasiada agua a la pasta, de la cual se separan dos fases. Una está representada por el aceite y la otra, es una combinación que sale del orujo y el agua residual. Como consecuencia, el orujo es más húmedo que el orujo del sistema de tres fases y se denomina orujo de dos fases, o “alperujo” en español, cuyo tratamiento es más complicado para las extractoras,

necesitando un cuidado especial para deshacerse de él. ( Unidad de Residuos

de la CONAMA RM., 2000)

El orujo, obtenido como residuo, contiene todavía algo de aceite que no puede ser extraído ni mediante presión ni por centrifugación, sino mediante la aplicación de disolventes químicos, principalmente hexano. Para ello el orujo se prensa y se extrae con disolventes para obtener un aceite de baja calidad, que bien se deriva para usos industriales o bien se refina para uso culinario.

El alpechín contiene mucha materia orgánica, su DBO (demanda biológica de oxígeno) es muy alta y es muy contaminante (la materia orgánica

oxidable consume el oxígeno de las aguas e impide la vida de los peces); debe depurarse antes de su vertido a los ríos o utilizarse para obtener levadura de pienso. ( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000)

4. Refino de los aceites.

Los aceites brutos tienen, en muchos casos, impurezas que conviene eliminar mediante una serie de procesos que constituyen la refinación. Los más importantes son los siguientes:

4.1. Desgomado.

El aceite de soja contiene una proporción importante de fosfátidos o lecitinas, que durante el almacenamiento se alteran dando sabores extraños. Para su eliminación el aceite se bate con agua caliente; con ello los fosfátidos se solvatan por su parte polar y se transforman en una especie de goma que queda suspendida en el aceite, y se elimina por centrifugación. Los fosfátidos hidratados se secan y se utilizan como emulgentes en la industria alimentaria. ( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000)

4.2. Eliminación de la acidez.

Durante el almacenamiento y triturado se producen ácidos grasos libres, debido a la acción de las lipasas, que perjudican el sabor de los aceites. Estos se eliminan mediante neutralización con sosa, con agitación suave, para evitar la saponificación y la producción de emulsiones. Los jabones producidos, que enturbian el aceite, se eliminan por decantación y el aceite se recupera por lavado con agua y destilación. Los aceites comestibles del mercado tienen menos de un 1% de ácidos libres (1 grado de acidez). (Jimenez, 2004)

4.3. Decoloración.

Cuando los aceites tienen colores oscuros se decoloran por tratamiento con silicatos naturales que adsorben en su superficie gran parte de los componentes coloreados. El aceite, mezclado con una pequeña proporción de adsorbente, se agita y se filtra, utilizando un filtro de prensa. (Jimenez, 2004) 4.4. Hidrogenación de los aceites.

Algunos aceites vegetales y los aceites de pescado se utilizan para obtener grasas semisólidas, por hidrogenación parcial de sus dobles enlaces. Estas grasas hidrogenadas son la base de la fabricación de las margarinas.

La operación se hace en autoclave, donde se introduce el aceite con el catalizador (Ni). Se introduce el H2 a presión y temperatura elevada y se sigue la marcha de la reacción viendo como el límite de yodo desciende hasta el límite deseado. La grasa hidrogenada se filtra, en caliente, para recuperar el catalizador, y se deja solidificar. La hidrogenación destruye sustancias colorantes y odorantes de los aceites lo cual mejora la calidad del producto final. (Franco, 2005)

4.5. Desodorización.

Algunos aceites tienen olores intensos que les hacen poco aceptables para el consumo. Para desodorizar el aceite se utilizan cilindros a vacío, calentados exteriormente con una camisa de vapor. Hecho el vacío el aceite cae por la pared interior en una lámina delgada (falling-film). La combinación de calor y vacío elimina los componentes volátiles. En algunas instalaciones se desodoriza por arrastre con vapor. (Sanz, 2005)

5. Transesterificación de los aceites.

Mediante este proceso se transforma la grasa de cerdo, hoy excedentaria, en una mezcla separable de grasa sólida, útil para margarinas, y un aceite para uso doméstico. Controlando las condiciones experimentales se pueden obtener los productos deseados. (Jimenez, 2004)

6. Hidrólisis de las grasas y aceites.

a) Jabones. Hidrólisis básica.

Otra aplicación industrial de las grasas es la fabricación de jabones. Los

jabones se obtienen por hidrólisis alcalina de las grasas y aceites con sosa

concentrada (ó potasa) con agitación y calentando con vapor. Este proceso,

que da lugar a la hidrólisis de los grupos éster del triglicérido, recibe el

nombre de saponificación. Como resultado se obtiene una molécula de

glicerina (líquido) y tres moléculas de ácidos carboxílicos (los ácidos

grasos). A su vez, estos ácidos grasos reaccionan con la sosa produciendo

tres ésteres de sodio o jabones. La pasta resultante se trata con una

disolución de cloruro de sodio (salado) para favorecer la precipitación

(solidificación) del jabón. Este se separa, por filtración, de la disolución

acuosa que contiene la glicerina (la solubilidad del jabón disminuye en una

disolución acuosa de cloruro de sodio). Los principales componentes de los

jabones son el palmitato o el estereato (C16 y C18 respectivamente).

( Unidad de Residuos de la CONAMA RM., 2000)

b) Ácidos grasos. Hidrólisis ácida.

La hidrólisis ácida puede llevarse a cabo con ácido sulfúrico diluido y vapor,

con un emulgente que asegura el contacto de las dos fases (grasa y acuosa

ácida); los ácidos grasos resultantes flotan, como una capa aceitosa,

quedando la glicerina en la capa acuosa. Por decantación se separan los

ácidos grasos, insolubles en agua, de la glicerina. Otra alternativa es realizar

una hidrólisis a presiones superiores a 50 atmósferas utilizando ZnO como

catalizador. En estas condiciones no se requiere medio básico ni ácido. Los

ácidos grasos, así obtenidos, se separan en distintas fracciones, por

destilación a vacío.

Una de las aplicaciones de los ácidos grasos es su transformación en

derivados nitrogenados, de los cuales los más importantes son las aminas

grasas y las correspondientes sales de amonio cuaternario. Estas últimas son

tensoactivos catiónicos que se emplean como inhibidores de la corrosión,

suavizantes, adhesivos, bactericidas y agentes de flotación. (Vera, 2010)

La glicerina se recupera por evaporación del agua y destilación a vacío. Las

aplicaciones industriales de la glicerina se deben tanto a sus propiedades

físicas como a sus propiedades químicas. Con respecto a las primeras dado

que es una sustancia higroscópica, de elevada Tb, alta viscosidad y soluble

en agua en todas proporciones, se utiliza como anticongelante, como

humectante para tabaco, en la preparación de productos farmacéuticos y

cosméticos y como materia auxiliar para tintas de imprenta. Como triol la

glicerina se utiliza para la preparación de resinas alquídicas que son

sustancia base en la industria de las pinturas. (Sanz, 2005)

 

7. Fabricación de alcoholes grasos.

Los alcoholes grasos (C=>12) tienen un extenso uso en cosmética y para

obtener detergentes, champús y geles de baño. Se obtienen por

hidrogenolisis de las grasas o de los esteres metílicos de los ácidos grasos,

con H2 a presión de 200 a 600 atm, temperaturas de 300 a 500 ºC y como

catalizadores óxidos de cobre y de cromo. (Panreac., 2010)

Los alcoholes así obtenidos se esterifican, con ácido sulfúrico, para dar los

ácidos sulfónicos correspondientes, los cuales por tratamiento con NaOH se

transforman en los correspondientes alquilsulfatos de sodio que son

detergentes importantes.

Por ejemplo del aceite de coco se obtiene una mezcla de alcoholes lineales

primarios de 8 a 20 átomos de carbono con los siguientes porcentajes: C8 (8-

9%), C10 (7-10%), C12 (45-51%), C14 (16-18%), C16 (7-10%), C18 (1-3%)

y C20 (6-11%). (Jimenez, 2004)

8. Ceras.

Hay un grupo de sustancias naturales y sintéticas a las que se les da el nombre de

ceras que tienen las siguientes propiedades:

Son moldeables a 20 ºC y se pueden pulir con poca presión.

Tienen puntos de fusión entre 40 y 120 ºC.

Son solubles en disolventes poco polares (hexano, benceno...)

Insolubles en agua y no mojables.

Presentan un brillo típico denominado "céreo".

Las ceras naturales se encuentran en animales, plantas y minerales, pero hoy en

día el 50% de las ceras que se usan son sintéticas. Tradicionalmente se ha

considerado que una cera es un ester de un ácido graso de cadena larga con un

alcohol alifático también de cadena larga. No obstante también hay sustancias

céreas que incluyen alcoholes, ácidos, hidrocarburos, cetonas y aldehídos, todos

ellos formados por largas cadenas alifáticas, generalmente de 20 a 70 átomos de

carbono.

Las ceras tienen aplicaciones industriales importantes y se obtienen en grandes

cantidades. Por ejemplo el espermaceti es una sustancia cérea presente en la

cabeza de los cachalotes que se usa ampliamente en cosmética. Su componente

principal es el palmitato de cetilo (C16/C16). ( Unidad de Residuos de la

CONAMA RM., 2000)

9. Aplicaciones de las Ceras.

Las principales aplicaciones de las ceras son:

encerar papel

encerar textiles y cuero

encerar cerillas

ceras para depilar

lápices de colores, plastilina

lápices de ojos

barras de labios

protectores solares

recubrimiento de hilo dental

protectores de alimentos para evitar su deshidratación y el ataque de

hongos (quesos y frutas)

protectoras para madera, abrillantadores

betunes para impermeabilizar tejados o terrazas, sellado de grietas,

aislamientos eléctricos, insonorización y

fuegos artificiales, entre otros.

BIBLIOGRAFIA

Unidad de Residuos de la CONAMA RM. (2000). Guia para el Control y Contaminacion Industrial : Fabricacion de Grasas y Aceites Vegetales. Chile: CONAMA.

Franco, D. (2005). Aplicaciones de Grasas y Aceites. En D. Franco, Aplicaciones de Grasas y Aceites. (págs. 2-6). Chile: Eunova.

Jimenez, M. J. (Abril de 2004). Monografias.com. Recuperado el Lunes. de Agosto de 2015, de Monografias.com: http://www.monografias.com/trabajos16/grasas-y-aceites/grasas-y-aceites.shtml

Panreac. (2010). Analiticos en Alimentaria: Grasas y Aceites. En Panreac., Analiticos en Alimentaria: Grasas y Aceites. (págs. 10-21). Argentina: Panreac Quimica S.A.

Sanz, A. T. (Miercoles. de Diciembre de 2005). EII.UVA. Recuperado el Lunes de Agosto de 2010, de EII.UVA: http://www.eii.uva.es/organica/qoi/tema-02.php

Vera, I. (2010). Grasas y Aceites. En I. Vera, Grasas y Aceites. (págs. 5-10). Quito: BelaNova.

LOS LÍPIDOS. Recuperado el 18 de junio de 2015: http://www.edu.xunta.es/centros/iespuntacandieira/system/files/03_L%C3%ADpidos.pdf

Chapa L., (2011). Lípidos: estructura, clasificación. (En línea). Recuperado el 18 de junio de 2015:http://cb10laura.blogspot.com/2011/05/1-lipidos-estructura-clasificacion.html

Introducción. Aceites y grasas comestibles: Grasas de origen vegetal y de origen animal. (En línea). Recuperado el 18 de junio de 2015:http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/1TCAC%20JS%20Generalidades%20aceites%20comestibles.pdf

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