t.p.q-la industria de aceites y grasas
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LA INDUSTRIA DE ACIETES Y GRASAS
1. INTRODUCCIÓN
La industria de aceites y grasas es toda una tecnología
aplicada desde hace muchos años, tanto para las materias
primas de origen marino como para los de origen vegetal.
Para obtener el aceite fino de pescado se requiere
aplicar diferentes procesos físicos, químicos y
operaciones unitarias, tales como extracción con bombas
centrífugas, cocimiento, drenado, prensado,
separación S-L, pulido del aceite crudo, neutralización,
centrifugación, lavado, secado, blanqueo, filtración y
deodorización. Asimismo, para producir el aceite fino
vegetal es necesaria la extracción L-L, destilación,
neutralización y las otras operaciones de purificación
hasta deodorizarlo, donde se adiciona los aditivos
(antioxidantes, estabilizadores, etc).
Para la fabricación de margarinas, mantecas y jabones se
aplica los procesos de modificación, tales como
hidrogenación y fraccionamiento de la estearina de la
oleína.
Como subproducto del procesamiento de aceite de pescado
se recupera la harina de pescado y ácido grasos,
mientras que el subproducto del procesamiento de las
oleaginosas se obtiene harina vegetal y también ácidos
grasos crudos.
2. MATERAS PRIMAS.- ANÁLISIS CROMATOGRÁFICOS.-
PRODUCCIÓN NACIONAL Y CONSUMO PERCAPITA
2.1 Materias Primas.- Se utiliza dos tipos de M.P.:
De origen marino : Básicamente se usa la anchoveta
y la sardina, provenientes del Callao, Chimbote,
Ilo y Pisco.
De origen vegetal : De la semilla de algodón
(de Ica, Piura, Chimbote y Cañete), del fruto y
almendra de la plama (de Tocache), de soya
(importado de USA y Argentina), de oliva
(de Tacna), de palta (de Moquegua), etc.
Las grasas y aceites crudos obtenidos son ésteres
glicéridos de los ácidos grasos (monoglicéridos,
diglicéridos y triglicéridos), donde los radicales
alquilo pueden ser iguales o diferentes pero de 10 a
20 carbonos.
Los ácidos grasos se obtiene por hidrólisis de los
glicéridos y pueden ser saturados o insaturados:
Los ácidos grasos saturados se representan por
CnH2n+1-COOH y abundan en los animales y vegetales.
Los más conocidos son:
Ácido laúrico : CH3(CH2)10-COOH
Ácido mirístico : CH3(CH2)12-COOH
Ácido palmítico : CH3(CH2)14-COOH
Ácido esteárico : CH3(CH2)16-COOH
Entre los ácidos grasos con cadenas insaturadas,
cuya fórmula es CnH2n-1,3,5...-COOH y abundan en los
frutos y semillas de plantas. Entre los más
frecuentes se tiene los siguientes:
Ácido oleico : C17H33-COOH (un doble enlace
en C9-10). Es el ácido insaturado más abundante.
Ácido linoleico : C17H31-COOH (dos dobles
enlaces en C9-10 y C12-13)
Ácido linolénico : C17H29-COOH (tres dobles
enlaces en C9-10, C12-13 y C15-16)
2.2 Análisis cromatográfico de ácidos crudos.-
Este análisis sirve para determinar la composición
química de cualquier tipo de aceite crudo.
(ver Fig.1).
Fig-1 Análisis cromatográfico de aceite de palma, algodón y
soya.
Palmítico Oleico
Arranque C16 Esteárico C18 Linoleico
C18 C18
%HPa=45 %HEst=5 %HOle=40 %HLin=10
Palmítico Oleico
Arranque C16 Esteárico C18 Linoleico
C18 C18 Otros
%HPa=21 %HEst=2 %HOle=27 %HLin=45 %Otros=3
Linoleico
Palmítico Esteárico Oleico C18 Linolénico
C16 C18 C18 C18
%HPa=10 %HEst=5 %HOle=24 %HLin=52 %HLino=8
Nota.- En el cromatógrafo de gases también se puede
analizar el aceite crudo de pescado 25% (HEst+HPa) y 75%
(Hole+Hlin).
Producción nacional de aceite y Consumo percápita-1990.-
En la presente tabla se puede ver la producción
diaria de aceite crudo y aceite acabado, al igual
que los correspondientes aditivos.
Aceite crudo y acabado Prod. (t/d)
Aceite de pescado (Fh) 900
Aceite de algodón (Cso) 90
Aceite de palma (Po) 62
Aceite de soya (Bo) 3
Total de aceite crudo 1,055+(55 t/d aditivo)
Total de aceite acabado 500
Entre los aditivos utilizados para el aceite
hidrogenado y deodorizado se tienen los
conservadores, saborizantes, emulsificantes, sal y
betacaroteno.
Respecto al total de aceite acabado, el 50%
correspondiente al aceite compuesto, el 25% al
aceite vegetal, al 14% a las mantecas y el 11% a las
margarinas. Es sabido que las personas que consumen
estos productos suben el colesterol en la sangre,
por lo que se sugiere consumir vitamina E para
contrarrestar.
En cuanto al consumo percápita (CPC) el valor
promedio registrado fue de 9.50 Kg/año-H. Este
resultado representa un déficit de 22% respecto del
consumo percápita mínimo, según la FAO. El déficit
es más notorio en los países africanos.
3. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ACEITES Y GRASAS
3.1 Propiedades físicas.- Se tiene las siguientes:
Color: Se usa un colorímetro HELIGE para medir
esta característica cualitativa. Se debe a la
presencia de caroteno y beta-caroteno. La escala
de colores de Lovi ond es: Amarillo-rojo.
Ejemplo: Los aceites y grasas comestibles tiene
rangos de 20 a 30 y de 1.8 a 3.0.
Olor y sabor: Se debe a la presencia de
sustancias ligeras, tales como aldehidos, cetonas
y ácidos grasos volátiles. Estas características
organolépticas son también cualitativas.
Indice de refracción: Es el grado de reflexión de
un rayo de luz que pasa de un medio transparente
(aceite) a través de otro (aire). Mide el grado
de saturación y el punto de fusión de una aceite
hidrogenado. El refractómetro se calibra con una
gota de bromo-naftaleno (IR=1,5128).
Ejemplo: Para el aceite de palma a 40°C el IR es
de 1,433-1,456, para el aceite de palmiste a la
misma temperatura el rango oscila de 1,449-1,452,
para el aceite de algodón a 25°C es de 1,463-
1,472 y, finalmente para el aceite de soya el
intervalo varia de 1,470 a 1,476 a temperatura
normal.
Punto de fusión: Es aquella temperatura en que se
funde una grasa o aceites (S-L) y sirve para
saber su grado de dureza al sometérsele a
calentamiento. Los aceites tiene menor T.F. que
las grasas y aceites hgdos, por los dobles
enlaces o cadenas insaturadas. Los ácidos cis
tienen menor T.F. que los ácidos trans.
Ejemplo: La T.F. del ácido oleico cis es 16,3°C,
mientras que para el ácido oléico trans el valor
asciende a 43,7°C.
Las margarinas y mantecas que salen al mercado
tienen esta característica física. Ejemplo: El
Astra tiene T.F. de 34,5 a 35,5, la Dorina está
en el rango de 32,0 a 33,0 y, la Manteca Gordito
tiene un intervalo de 37,0 a 38,5.
Solubidad: Los aceites y grasa son insolubles en
le agua, por lo que forman 2 fases. Son poco
solubles en alcohol y solubles en éter etílico,
benceno, hexano, CCl4, según el Principio de la
Solubilidad.
Isomerismo: Los isómeros presentan igual peso
molecular.
Ejemplo: El ácido oleico con el ácido elaidico,
el ácido linoleico con el ácido olesteárico.
3.2 Propiedades químicas.- Se pueden destacar la
siguientes:
Rx del grupo carboxílico: Se conocen la
hidrólisis de los triglicéridos con agua
c0aliente o con vapor directo para obtener
jabones y la esterificación para obtener ésteres
orgánicos.
Rx de las cadenas hidrocarburadas: Se tienen la
autooxidación que genera la rancidez por efecto
del 02 del aire, entonces hay cambio de las
propiedades organolépticas (olor, sabor). Se
cuantifica con el índice de peróxido (mg 02/Kg
aceite). Se aumenta con la humedad. Es negativo
para los productos, por lo que se agregan
antioxidantes.
La oxidación con reactivos químicos (O3, H2O2,
KmnO4, HNO3, NaClO). La hidrogenación de cadenas
olefínicas se hace con H2/Ni Raney, generando
endurecimiento de los aceites (más T.F y menos
dilatación) por saturación de sus dobles enlaces.
Simultáneamente ocurre el isomerismo.
La sulfonación de cadenas olefínicas se realiza
con H2SO4 o con óleum para formar detergentes y
usarse como agentes emulsificantes.
4. ESTUDIO PARA LA OBTENCIÓN INDUSTRIAL DE ACEITE CRUDO DE
PÉSCADO
Definición de Proceso .- El aceite crudo de pescado se
obtiene por procesos físicos de cocimiento, prensado,
separación y pulido.
Como subproducto valioso se obtiene la harina de
pescado, procesando el “cake” por secado, molienda y
pellitizado.
Material prima .- Se emplearán especies pelágicas
(mayor % de grasa en el cuerpo), tales como la
anchoveta y la sardina, cuya composición depende de
los hábitos alimenticios, temperatura del agua y
estación. En promedio, la anchoveta tiene la
siguiente composición:
- Aceite o grasa : 9%
- Sólidos : 20% (17% proteínas + 3% minerales)
- Humedad : 71%
Las demás especies (atún, sardina, jurel, etc.) se
procesan en la industria conservera y otras como el
tollo, bonito, cojinova, etc. Tienen consumo directo.
Esta materia prima es asequible en el país (Callao,
Chimbote, Ilo y Pisco), aunque el fenómeno del Niño
trajo problemas.
Agente de operación .- Se utiliza vapor vivo (directo)
para llegar a 2,5 Kg-f/cm2 (36 psi) y vapor de
calefacción (indirecto) para llegar a 90-95°C, este
vapor proviene de un caldero Pirotubular. El consumo
específico de vapor saturado es de 40Kg/t de pescado.
Rendimiento y Pureza .- El “Yield” de aceite crudo de
pescado es variable (3 a 13%, osea 3 a 13 Kg.
ac. Crudo/Kg. de pescado). La pureza es mín. 97%
(máximo 3% AGL), ya que se arrastra 0,5% de SES
(sólidos en suspención) y 0,5% de agua.
Descripción del Proceso .- La obtención de aceite
crudo de pescado comprende 5 etapas:
1. Extracción del Pescado
2. Cocinado continuo y drenaje
3. Prensado del pescado y separación de sólido del
agua de cola
4. Pulido del aceite crudo
5. Recuperación de la harina de pescado.
La extracción del pescado se hace con bombas
centrífugas y acueductos, las que succionan desde la
bodega de las bolicheras (relación agua/pescado: 2/1)
y se almacena en las pozas.
El cocimiento estacionario, donde se rompen las
células adiposas, se realiza en equipos con capacidad
de 25 a 45 t/h, mientras que el drenaje se ejecuta en
los pre-strainers donde se separa el pescado cocido
Diagrama de flujo del Proceso .- Ver “flow sheet”
adjunto.
Balance de Materiales y balance de Energía .- En el
B/M y B/E de la planta Ud. debe reportar: Consumo de
agua de proceso, requerimiento de pescado,
vapor vivo + vapor de calefacción y el consumo
específico de petróleo residual N°6 en el caldero.
¿Qué mejoras haría Ud. en los cocinadores,
evaporadores y secadores?
Características, Usos y Aplicaciones .- El aceite
crudo de pescado en un líquido amarillo intenso,
viscoso y de sabor y olor característico. Los
parámetros establecidos según Normas son:
- Acidez (% AGL) : Máx. 3,0
- Humedad (% H2O) : Máx. 0,8
- Materia insaponificable (%) : Máx. 1,7
- Indice de Yodo (cg I2/g aceite) : 165-200
- Indice de Saponificación (mg KOH/g aceite) : 186-200
M.P (Anchoveta, sardina)
Vapor vivo Vapor calefacción
T=95-100°C
Cond.
Caldo de drenaje Pescado cocido Vapor sat.
“Cake”
Licor de prensa o Aire “Hot”
Finos de sep.
3 . 5 0 0 rpm
Caldo de separación
Agua de cola
Vacio Vapor sat. 6 . 0 0 0 rpm
Aceite con imp. Harina de Pescado
Soluc. concentrada
Agua , sólidos y residuos
Aceite crudo de pescado
POZAS DE PESCADO
COCINADORES CONTINUOS
DRENADORES (Pre-Strainers)
PRENSAS
SEPARADORAS DE SOLIDOS
SEPARADORES O
CENTRIFUGAS
MAQUINAS PULIDORAS
EVAPOR AL VACIO DE MULTIPLES
EFECTO (5)
SECADORES
MOLINOS
PELLETIZADORES
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN IND. DE ACEITE CRUDO DE PESCADO
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN IND. DE ACEITE CRUDO DE PESCADO
- Densidad a 25°C (g/ml) : 0,92-0,93
- Color Gardner : 12-14
La materia insaponificable contiene fosfolípidos,
lipasas, lipoxidas, resinas. Las lipasas, que están
presentes en las vísceras y son elaboradas por
microorganismos, generan los ácidos grasos libres
(AGL). Las lipoxidasas generan la oxidación
enzimática, mientras que un alto % de ácidos
insaturados producen la rancidez u oxidación
atmosférica.
El aceite crudo de pescado se usa como materia prima
para las Semirefinerías (Pesca-Perú y otras privadas)
o para las Refinerías (Industria Pacocha, Copsa y
otras fábricas de aceites compuestos y jabones).
Producción .- Actualmente, la empresa Pesca-Perú
produce el 50% de la producción nacional de aceite
crudo (450 t/d) lo produce las empresas privadas y lo
destinan para refinarlo y darle mayor valor agregado
(aceite compuestos, margarinas, mantecas y jabones de
lavar).
5. ESTUDIO PARA LA OBTENCION INDUSTRIAL DE ACEITE CRUDO
VEGETAL.
Definición del Proceso .- El aceite crudo vegetal se
obtiene por proceso físicos y operaciones unitarias,
tales como molienda, cocimiento, extracción mecánica,
extracción L-L, filtración y destilación.
Como subproducto valioso se obtiene la harina
oleaginosa en base al procesamiento del “cake” por
secado, enfriamiento y pulverizado.
Materias primas .- Se utiliza las especies
oleaginosas, tales como la semilla de algodón, el
fruto y almendra de la palma, el fruto de la soya, la
semilla del girasol, etc.
Un análisis de la semilla de algodón es:
- Aceite : 21%
- Pulpa almendra : 35%
- Cáscara : 33%
- Agua y otros : 1%
Las M.P. asequibles en nuestro país son el algodón,
la palma y el olivo, pues el aceite crudo de soya se
importa.
Agente de Operación .- Se emplea vapor saturado para
el cocimiento y el hexano como agente extractante en
la extracción L-L. El vapor saturado proviene de un
caldero pirotubular, para la palma se usa vapor a
2Kg-f/cm2 que lo logra una temperatura máxima de
cocción de 30°C, mientras que para el algodón se
emplea vapor a 3,5 Kg-f/cm2 para un cocimiento a
90°C. El hexano se utiliza en la proporción 1:1 con
el “flake” oleginoso.
Rendimiento y Pureza .- El “yiel” de aceite crudo
vegetal es variable, así para el algodón es de 15%
(osea 15 Kg de aceite crudo por cada 100Kg de Cso),
para la palma es de 45% y para la soya de 18%. La
pureza es de 99,9%, ya que arrastra menos de 0.01 de
impureza y menos de 0.1% de agua.
Descripción del Proceso .- La obtención industrial de
aceite crudo vegetal comprende varias etapas
realizadas en 3 plantas:
1.1 Planta de separación.- Se hace la limpieza de
semilla Cso, deslintado y descascarado del algodón.
1.2 Plata de extracción.- Se realiza la molienda y
cocinado de la almendra de algodón o palma, la
extracción mecánica (prensado), la remolienda del
“cake” (flekeado)la extracción L-L, la filtración y
la destilación.
1.3 Planta de harina.- En esta unidad se obtiene o
recupera la harina oleaginosa para alimentos de
animales.
A continuación se presenta la descripción de cada
planta de la sección extracción de la empresa
Industrias Pacocha S.A., ubicada en la ciudad de
Huacho.
1.1 PLANTA DE SEPARACIÓN
El material que se va a extraer (semillas de algodón,
semillas o fruto de la palma) se carga al SILO que
tiene 90,000 Kg de capacidad, con ayuda de CANGILONES Y
TORNILLOS SIN FIN, los cuales transportan el material a
la parte superior del silo.
De éste pasa a la ZARANDA LIMPIADORA, a través de la
TOLVA ALIMENTADORA, donde se separa la basura (estacas,
hojas, tierras y suciedad) y la semillas limpia que se
resbala a través de las mallas separadoras de la
zaranda, las cuales están vibrando continuamente.
Si el material es algodón, pasa por el sistema LINTER
(4 máquinas), donde se separan las hilazas con las
sierras circulares montadas unas a otras y que giran
picoteando las hilazas; los dientes de éstas sierras se
limpian con un cepillo cilíndrico que gira a mayor
velocidad que ellas, las hilazas del cepillo se
eliminan con un chorro de condensación, del cual se
separan continuamente en forma de láminas. Luego, pasa
por la DESCASCARADORA que separa la almendra de la
cáscara, para lograr después una mejor extracción del
aceite que contiene.
Como estas cáscaras tienen bajo peso son absorbidos por
una corriente de aire hacia una TOLVA, de donde pasa a
las BATIDORAS que se encargan de separar la almendra
que se fue adherida con ellas, teniendo cuidado que no
vaya mucha cáscara con dicha almendra, evitando así, el
tiempo de contacto entre ellas y la pérdida de aceite
por absorción en la cáscara. La cáscara batida pasa
luego por una CICLON TRANSPORTADOR al depósito de
cáscara.
Si el material es palma, pasa por el MOLINO DE
MARTILLOS debido a que está cubierto de una cáscara
gruesa, siendo entonces necesario triturarlos y
convertirlos en pequeñas partículas que van a facilitar
la posterior extracción con solvente.
Para el caso del algodón, no se usa el molino de
martillos porque su cáscara no es muy dura, y si se le
tritura, vamos a lograr una separación parcial del
aceite.
En esta planta hacen los siguientes controles:
- Regulación del alimentador de semilla.
- Regulación de las deslintadoras.
- Regulación de las descascaradoras.
1.2 PLANTA DE EXTRACCIÓN
Tanto la almendra de algodón como la almendra de la
palma triturada, pasan luego a la respectiva pesada en
la BALANZA, que es de 10 Kg/pesada.
Seguidamente, pasa por el MOLINO DE RODILLOS, el cual
está calibrado para lograr una determinada almendra con
cierto grado de aplastamiento.
El tratamiento térmico (cocción), aplicado
subsiguientemente a las semillas oleaginosas en los
5 COCINADORES DE HARINA, tiene por finalidad coagular
las proteínas de las células oleaginosas y hacerlas
permeables al paso del aceite.
La cocción permite:
1) Preparar al almendra laminada, para que
posteriormente entre en contacto con el disolvente
en la operación de extracción con solvente.
2) El secado de las almendras, para dar a la masa la
plasticidad más apropiada, y por ende, un prensado
más eficaz y, la destrucción de bacterias y mohos.
3) Aumentar la fluidez del aceite, debido al
temperatura incrementada.
4) Eliminación de sustancias tóxicas (gosipol), en el
caso del algodón.
5) Mayor rendimiento del aceite y más calidad de éste y
de torta.
De los 5 cocinadores, 2 son de cinco platos cada una y
3 de dos platos cada uno. Cada plato tiene su sistema
de calefacción y sobre él presenta agitadores
barrientes conectados por un árbol común, el cual va a
permitir el paso de las almendras de uno o de otro
plato. Encima de la bandeja superior hay pulverizadores
que sirve para incorporar a la almendra el grado de
humedad deseado; cada una de las bandejas o platos
inferiores está provisto de tubo, el cual comunica al
exterior con un VENTILADOR para la descarga del exceso
de humedad.
Para la palma se usa vapor saturado a 2 Kg-f/cm2, el
cual va a cada plato para lograr una temperatura máxima
de cocción de 30°C; no se da mayor temperatura porque
originaría la separación del aceite y el
recalentamiento daría lugar a la alteración de las
propiedades del aceite y el “cake” sería de color
oscuro, desagradable para los ganaderos. La almendra
cocinada pasa después a la PRENSA HIDRAULICA para su
prensado, donde debe tener suficiente humedad a la
entrada y menor humedad a la salida para permitir mejor
forma de las láminas producidas en los molinos de
rodillo.
Para el algodón se usa vapor saturado a 3,5 Kg-f/cm2,
con el que se logra una temperatura de cocción de 90°C.
La almendra cocinada pasa después al EXPELLER o prensa
de tornillo para su prensado continuo, donde debe
entrar secada en grado considerable (2.5% humedad) para
lograr una operación satisfactoria. El aceite obtenido
de los expeller contienen siempre cierta cantidad de
sólidos, por lo que, pasa a un FILTRADOR-SEPARADOR,
donde se filtran a través de unos paños filtrantes y se
lleva a un FILTRO-PRENSA para eliminar las partículas
de harina que aún acompaña al aceite y, después pasa a
la respectiva pesada de 1.500 Kg/pesada, para
posteriormente ser bombeado al tanque de almacenamiento
de aceite vegetal. Se logra obtener el 50% del aceite
que contiene la semilla de algodón (17-24% aceite). La
torta obtenida de los expeller sale caliente y muy
seca, por lo que, se agrega cierta cantidad de agua con
el fin de reducir la temperatura e incrementar la
humedad, quedando lista para ser llevada al MOLINO DE
DISCOS, donde se logra una mayor trituración.
Tanto la torta de palma como la de algodón, pasa luego
al MOLINO DE RODILLOS, para lograr una homogeneización
total lo que se denomina “flake”.
El “”flake es llevado a una TORRE DE EXTRACCIÓN, donde
se realiza la extracción con hexano en contracorriente.
La temperatura de extracción para la palma es de 30°C,
y para el algodón es de 90°C.
La cantidad de hexano a usar está en proporción de 1:1
con el “flake”.
La fase rica en hexano (extracto), llamada “miscella”,
sale por el tope de la torre con cierta cantidad de
finos que van a impedir posteriormente una buena
separación de solvente, por lo que, es necesario que
pase previanmente por 2 FILTROS DE MISCELLA que
soportan una presión máxima de 4,5 Kg-f/cm2. Cuando se
llega a esta presión se cierra la entrada del primer
filtro y se abre la entrada del segundo. La “miscella”
filtrada es enviada a los tanques de “miscella”, en
donde el fluido se mantiene un poco caliente debido al
vapor de calefacción que se introduce en su chaqueta.
De este tq pasa a un PRE-CALENTADOR para llegar hasta
la temperatura de operación de la COLUMNA DE
DESTILACIÓN AL VACIO, que es de 30°C para el palmiste y
90°C para el algodón. Esta columna tiene 8 platos, 3 de
los cuales están calentados con serpentines de vapor a
una presión de chaquetas; esto de hace con el fin de
que la primera arte de “miscellas” filtrada que entra a
la columna, sufra un calentamiento más rápido. El
aceite sale por el fondo, si es palmiste pasa luego a
los tqs de almacenamiento y, si es de algodón pasa a
los TANQUES HINCHAR, en donde se le agrega agua
tratada para someterlo luego a una centrifugación en
una CENTRIFUGA, eliminando las impurezas arrastrada a
una POZA DE RESIDUOS. El aceite de algodón centrifugado
pasa a una tq de aceite intermedio, para luego ser
bombeadas a los tqs de almacenamiento. El vacío en la
columna de destilación es 368 mmHg.
La fase rica en harina (refinado), llamada harina
extraida, sale por el fondo de la torre y es conducida
a las 6 ROCAS SECADORAS en las que, mediante vapor
directo introducido en las 3 primeras rocas y vapor
indirectas a través de chaquetas en las 3 restantes, se
recupera el hexano que arrastra el refinado. Los
vapores de hexano y de agua, pasan a los 2 VASOS DE
EXPANSION (uno para cada 3 rocas secadores) y son
llevados a un CONDENSADOR, luego la corriente de este
condensado se une con la corriente de condensado que
sale del condensador de la columna de destilación,
pasando inmediatamente a un SEPARADOR donde se agrega
agua tratada para absorber el condensado de agua hacia
para ser usado como líquido en la torre de extracción
y, como vapor en los filtros de “miscella”. La harina
extraída seca, pasa a tratarse en la planta de
enfriamiento de harina.
Esta planta tiene otro sistema de recuperación de
hexano: PRECONDENSADOR, COLUMNAS DE DEFLEGMACIÓN, TQ
SEPARADOR DE HEXANO-AGUA Y COMPRESORES DE TORNILLO; en
este sistema, el vapor hexano se condensa en los
deflegmadores con duchas de salmuera. Esta solcuión
ingresa al tq separador; donde se separan por efecto
del refrigerante amoniaco (NH3) que se introduce
indirectamente en circuito cerrado a través de los
compresores.
En esta planta se hacen los siguientes controles:
Extracción mecánica
- Regulación de los conos de expeller.
- Regulación del molino de discos.
- Regulación del ingreso de harina semiextraída al
molino de rodillos.
- Regulación del molino de rodillo para obtener buen
“flake” ( 0.2 mm).
Extracción con solvente
- Control de ingreso normal de hexano a la torre, y
temperatura correspondiente (34°C).
- Control de ingreso normal y temperatura
correspondiente de “miscellas”.
- Control de temperaturas de harina que entra y sale.
- Regulación del amperaje para los motores de la zona
de la torre, dentro del límite entrblecido.
- Control de suministro de humedad adecuada a la
harina extraída.
- Control de temperatura al vacío adecuados en la
columna de destilación.
- Control en el sistema de recuperación de hexano en
condiciones normales.
1.3 Planta de Harinas
La harina extraída seca ingresa a las COLUMNAS
ENFRIADORA Y PULVERIZADORA, mediante tornillos sin fin.
De la primera columna sale la harina extraída seca y
fría, en tanto que de la segunda salen los finos con
ayuda de un CICLON. Estas 2 corrientes pasan al SILO DE
CAKE, luego con la balanza se hace la pesada (Kg) y el
“cake” queda listo para su envasado.
En esta planta se controla:
- La columna enfriadora (seguridad y rendimiento).
- La columna pulverizadora (seguridad y rendimiento).
- El exhaustor.
Diagrama de flujo del proceso .- Ver “slow sheet”
adjunto.
Balance de Materiales y Balance de Energía .- En el
B/M y B/E de la planta de aceite crudo vegetal Ud.
debe evaluar:
- Necesidad de oleaginosa (algodón o plama): t/d.
- Consumo de hexano en la extracción L-L.
- Requerimiento de vapor saturado y consumo de
petróleo Bunker C en caldero.
¿Qué mejoras es posible hacer en los “cookers”,
“expellers”, torre de extracción, columna de
destilación al vacío y rocas secadoras?
Características, usos y aplicaciones .-
- Los aceites crudos de algodón, palma, soya y
girasol son líquidos de color amarillos intenso,
viscosos y de color-sabor característicos.
- Los parámetros establecidos, según normas técnicas,
son:
Algodón (Cso) Palma (Po) Soya (Bo)
- Acidez (% AGL) 1-5 3-5 0,5
- Humedad (% H2o) <0,1 <0,1 <0,1
- Impurezas (%) <0,01 <0,01 <0,05
- Indice de lodo (cg I2/g
aceite)
101-105 45-56 130
- Indice de Saponificación
(mgKOH/ g oil)
190-195 198 210
- Densidad a 25°C(g/ml) 0,922-0,925 0,914 0.93
- Los aceites crudos vegetales tienen como impurezas
solubles a las gomas formadas por fátidos (cefalina
y lecitina), los cuales tiene que eliminarse para
facilitar la filtración. El Bo tiene alto contenido
de gomas.
- Los aceites crudos vegetales son utilizados para
refinarlos-deodorizarlos y así fabricar margarinas
y manteca, o en todo caso fraccionarlos para
destinar la oleína a planta de aceite y la estahina
a planta de jabones de lavar.
Producción .- Actualmente, hay muchas empresas
privadas que producen aceite crudo vegetal, pero las
más importantes en el país son: Ind. Pacocha s.A.
Huacho (180tCso+Po/d), Cia. Oleaginosa Peruana-Lima,
Oleaginosa Pisco, Cindy-Piura, etc.
6. PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN INDUSTRIAL DE ACEITES
SEMIREFINADO DE PESCADO
(PESCA-PERU)
la empresa Pesca-perú tiene 4 refinerías de pescado que
en orden de capacidad instalada son: Chimbote (450t/d),
Callao (300t/d) y Pisco (180 t/d), paero sólo procesaba
el 40% de aceite crudo, constituyendo un “cuasielefante
blanco” en este sector. Cada refinería realiza los
siguientes procesos:
Neutralización .- Es un proceso donde se eliminan los
AGL del aceite crudo (hasta 0,35% AGL) tratándolo con
soda cáustica de 20-22°Be (18%NaOH: 1,16-1,18 g/ml) y
a 60-80°C se utiliza un exceso de álcali (20-25%) del
teórico calculado con la estequiometría
(Mac.oleico=282,2g/mol). Si el proceso en “batch” se usan
pailas con serpentines y agitadores a 40-60rpm, un
reposo de 30 min. y con 2 lavados; mientras que si es
continuo se emplean un mezclador y centrifugas,
habiendo < arrastre de aceite neutro en la “borras”
(1,7%<2,4%) y < consumo de soda cáustica.
Lavado .- Se hace en las mismas pailas, donde se
emplean agua caliente a 96°C (Q=10-15% Qoil) para
obtener separación. Es común hacer doble lavado para
eliminar los jabones residuales en el aceite neutro,
los cuales bloquearán la acción de las tierras
decolorantes en el proceso de blanqueo.
Decantación y centrifugado .- Se separa el aceite, con
0,5 a 1,0%H2O, de la fase acuosa, el cual junto con
el agua y posibles vestigios de jabón residual. El
secado se hace con aires caliente a 95-100°C
obteniéndose aceite seco con 0,1% H2O (agua de
constitución) .
Blanqueo .- Se utilizan tqs herméticos con agitación,
vacío y la temperatura de 100-115°C. Se hace con
tierras activadas o carbones decolorantes
(Natril=0,5-1% del aceite seco).
Filtrado .- Se usan los filtros-prensa o filtros tipo
Niagara con mallas de A.I. se obtienen el aceite
semirefinado y se bombeo al tq de almacenamiento.
Este aceite producido es de color amarillo claro y
transparente, cuyas especificaciones técnicas son:
- Acidez (%AGL) : Máx. 0,35 (como
ácido oleico)
- Humedad (%H2O) : Máx. 0,20
- Materia insaponificable(%) : Máx. 1,70
- Impurezas insolubles(%) : Máx 0,10
- Indice de Yodo (cg I2/g oil) : 165-198
- Indice de Saponifi.(mgKOH/g oil) : 186-200
- Densidad a 25°C (g/ml) : 0,92-0,93
- Color Gardner : Máx. 9
- Jabón residual(ppm) : Máx. 6
“Soap splitting” .- Es la sección donde se tratan las
“borras” para recuperar los ácidos grasos, utilizando
H2SO4 al 20%, en tqs con serpentines de calefacción
(T=70 a 80°C). Los ácidos grasos (HGr) producidos
tienen 45 a 60% de pureza (como ácido esteáico y
palmítico). Estos son exportados, pues en nuestro
país no hay tecnología para destilar y secar ambos
ácidos orgánicos. La Rx característica de esta
hidrólisis ácida es:
R-COONa(Borra) + H2SO4(ac) R-COOH(l) + NaHSO4(ac)
Esta reacción tiene lugar hasta que el H de la
solución acuosa llega a 1,5-2,0, para aumentar la
recuperación con cal para evitar corrosión de las
tuberías del desagüe. Enseguida se presenta el “flow
sheet” adjunto.
7. ESTUDIO PARA LA OBTENCION INDUSTRIAL DE ACEITE REFINADO
(INDUSTRIA PACOCHA)
Definición del Proceso .- El aceite refinado vegetal ó
marino se obtiene por procesos químicos o físicos y
operaciones unitarias, tales como neutralización,
desgoamdo, blanqueo, filtración y deodorización.
Además, es necesario hacer procesos de modificación,
tales como hidrógeno y fraccionamiento.
Materias primas .- Se emplean aceite crudo de pescado
o de origen vegetal (aceite crudo de soya, algodón y
palma). El aceite crudo de soya tiene bajo % AGL
(0,5), pero tiene más gomas. El aceite crudo de palma
y el palmiste tiene mayor %AGL (4y8).
Agente de proceso .- En la refinación física de usa
solución de H3PO4 al 10% cuando el aceite crudo tiene
alto contenido de gomas, mientras que en la
refinación química se hace con solución de NaOH
diluido (8N, 3N, 0.1N, etc.) que se añade de 1 a 2%
del flujo de aceite crudo.
Sistema de operación .- Hay 2 tipos de refinerías:
- Refinería “batch” o intermitente, donde el reactor
es tipo paila (Cap.=12t) con serpentín de
calefacción y enfriamiento.
- Refinería continua o permanente, el reactor es tipo
autoclave horizontal.
Condiciones de la Operación .- En ambos reactores se
controla T, P y t.
En reactor “batch” : 80-82°C, 1 atm y 4h
En reactor continuo: 70-80°C, 1,2 atm y 2 min.
Rendimiento y pureza .- El “yield” de aceite refinado
seco es alrededor de 97%. La pureza de este aceite es
alta (99%).
Descripción del Proceso .- La obtención de aceite
refinado marino/vegetal comprende varias etapas
realizadas en 5 plantas:
1.1 Planta de refinado “batch”.
1.2 Planta de refinería contínua.
1.3 Planta de hidrogenación.
1.4 Planta de lipofrac, y
1.5 Planta de “soap splitting”.
1.1 Planta de Refinería “Barch”
En esta planta se realiza el desgomado y neutralizado,
blanqueado, filtración y deodorización.
El desgomado y neutralizado se realiza simultáneamente con
el proceso de hidrólisis básica, usando soda cáustica de 1-
2% de la cantidad de la grasa (no forma jabón) y de
concentración en función del aceite a refinar. Este proceso
elimina las sustancias solubles en el aceite o grasa y se
aplica casi siempre a los aceites destinados a la
hidrogenación, pues la presencia de impurezas coloidales
reducen la capacidad del catalizador.
En el desgomado, se eliminan los fosfátidos (cefalina y
lecitina) con ayuda de vapor directo suministrado a las 5
PAILAS DE NEUTRALIZACION. Esta gomas son deseables pero se
eliminan debido a la mayor facilidad de filtración.
En la neutralización (parte crucial de la refinación) o
desacidificación, se reducen los ácidos grasos libres (AGL)
que se encuentran disueltos en los aceites crudos, como
consecuencia de la acción de las enzimas lipolíticas sobre
los triglicéridos durante su almacenamiento y tratamiento
con la soda; los jabones residuales formados (“borras”),
ricos en AGL se purgan a un DECANTADOR y luego se envía a
la planta de “soap splitting”, donde se obtiene ácidos
grasos. A continuación se presenta una tabla de cantidad de
AGL en los aceites crudos analizados en el laboratorio de
IPSA-Huacho.
Aceite crudo AGL
Soya: Bo 0,5 (tiene + gomas)
Pescado: Fho 2,0
Algodón: Cso 2-3
Palma: Po 3-5
Palmiste: 8-9
Para purificar suficientemente un aceite es necesario
añadirle un exceso de soda cáustica, teniendo en cuenta de
que no se sobresaponifique. La eficacia cuantitativa de la
neutralización puede expresarse de diferentes maneras, así
el factor de refinación se obtiene:
Donde Y: Rendimiento, %
AGL: %
Vale resaltar que la soda cáustica produce en la grasa o
aceite crudo, el efecto conjunto de desgomado,
neutralización y decoloración parcial.
Tratamiento del aceite de soya (Bo) crudo
- Cargar a capacidad la paila (12.000 Kg), agitar y
calentar hasta 80°C.
- Para agitación y medir el valor de la carga: se toma las
pulgadas libres de la paila y se lee la densidad de este
aceite a la temperatura de trabajo, determinándose así
la carga en Kg.
- Sin agitar, añadir salmuera (100 Kg NaCl/800 l H2O)
seguida de 100 l de agua caliente a 90°C.
- Reposar 20 min. Y desaguar.
- Agitar y aplicar 500 l, para la agitación y, enseguida
añadir soda 0.1N.
- Reposar 20 min. Y desaguar la “borra”.
- Aplicar salmuera (50 Kg.NaCl/500 l H2O) seguida de 600 l
de agua, sin agitar.
- Reposar 20 min. Y desaguar.
- Añadir soda 0,1N sin agitar. Reposar 20 min. Y desaguar
la “borra”.
- Lavar sin agitación con 1.500 l de agua.
- Reposar 20 min. Y desaguar.
- Secado con agitación y sistema de vacío usando las
COMPRESORAS, aprox. Por una hora. Queda el lote listo
para el blanqueado.
fR = perdida total = (100-y) Ácidos grasos libres AGL
Grasa o fR Aceite
Esterarina 6,0Soya 4,5
La cantidad de soda utilizada en algunos casos, tiene que
cumplir con un método específico, el cual está en función
de la cantidad de AGL que contiene el aceite o grasa. La
normalidad está especificada de acuerdo al grado de
refinación que se requiere. La cantidad de agua a usar se
calcula con la siguiente fórmula:
VH2O = w.vAGL. fR ,1
Donde W: Carga de la paila, Kg.
VH2O: Acidez de la grasa o aceite crudo, 1
fR: Factor de refinación.
La temperatura de trabajo de cada paila debe ser de 80-
100°C; si es mayor que 100°C la grasa en contacto con el
aire se puede oxidar y además puede quemar las lonas de
filtro durante la filtración. Cuando esto sucede, se abre
la válvula de agua de enfriamiento que pasa a través del
serpentín, por el que circulaba inicialmente vapor de
calefacción.
La soda cáustica utilizada en la refinería es al 50% NaOH,
por lo que se diluye a diferentes concentraciones, según la
siguiente tabla:
Normalidad Volumen de agua, l Masa de SODA, Kg
Solución 0,1 N 100 0,87
Solución 0,2 N 100 1,70
Solución 1,0 N 100 8,70
Solución 3,0 N (8°Be) 100 26,10
En el blanqueado o decoloración se reducen las materias
colorantes naturales (caroteno, xantofila y clorofila) y
sustancias procedentes de la degradación y oxidación de
dichos colorantes. Para esto se usa tierra de blanqueo
(arcillas activadas con H2SO4 para incrementar la tensión
superficial de la grasa o aceite). La reducción del color
amarillento-anaranjado de la grasa bruta o cruda, se ha
realizado en la neutralización, pero quedan sustancias
tintoreas, probablemente muy diferentes en su composición
química de las que has sido eliminadas por el álcali,
particularmente carotenoides y clorofila, las cuales son
absorbidas, junto con los jabones remanentes formados, por
las bentonitas activadas. El H2SO4 eleva la acidez (de 0,3
a 0,6% AGL), pero no hay problemas alguno.
El blanqueado se hace en tanque cerrado y con vacío, cuando
el aceite neutralizado está seco.
En la filtración, se eliminan la tierra de blanqueo o
impurezas contenida en el aceite neutralizado y blanqueado.
Esta operación se realiza en los 4 FILTROS-PRENSA, de los
cuales el producto refinado y blanqueado puede ser enviado
a los tqs almacenamiento o hacia los desodorizadores.
En la desodorización, se eliminan sustancias que comunican
a los aceites y grasas, sabores y olores desagradables.
Estas sustancias son:
- Hidrocarburos no saturados, compuestos amargos, terpenos
y carotenoides, que se encuentran presentes en su estado
fresco.
- AGL de bajo peso molecular (ac. Caproico, butírico e
isovalérico) , sus aldehidos y cetonas que tienen olor y
sabor fuerte.
Algunos de estos AGL, hidratos de carbono, proteínas,
fosfátidos, etc., han sido eliminados en la neutralización
y lavado de los aceites brutos. Estas sustancias se han
formado por degradación de los aceites y compuestos que
acompañan durante su almacenamiento, transporte o
elaboración.
Durante esta operación se eliminan también los olores y
sabores a quemado, debido al calentamiento de la semilla en
la planta de extracción. Además, el sabor a tierra y otros
sabores ligeramente amargos causados por el absorbente en
el blanqueado, son también eliminados.
La desodoriazación es un arrastre con vapor de agua, de los
compuestos odorantes y sipido, debido a la similitud de las
presiones de vapor de estos. Como éstas presiones son bajas
(bajas bolatilidades) sería necesario trabajar a una
temperatura de operación y, arrastrar compuestos odorantes
y sipidos (“catchpot”) por su bajo punto de ebullición
(TE).
En esta planta hay 7 DESODORIZADORES, de los cuales 4 son
de 10.000 Kg y 3 de 5.000 Kg de capacidad. Estos equipos
son cilindros y han sido diseñados herméticamente para
evitar fugas y perder vacío. El material de construcción es
de acero al C.
La operación consiste en:
- Cargar y calentar haciendo vacío: el calentamiento se
hace a través de un serpentín de vapor que se encuentra
en el interior del equipo, el vacío se hace con los
EYECTORES, abriendo las 2 válvulas de vapor y la válvula
de agua del BOOSTER (equipo de refrigeración de agua).
La presión del vapor al eyector es de 13 bar.
- A 80°C introducir vapor directo a 3,5 Kg-f/cm2, mediante
los DIFUSORES, los cuales están ubicados en la base de
cada desodorizador para producir el arrastre de las
sustancias con olores y sabores desagradables, a través
de la campana de borbotado que se ubica en la parte
interna superior del equipo. Estas sustancias pasan por
le SEPARADOR de cada desodorizador y van hacia el tq de
“borra”.
A 140°C, se dosifican el estabilizador y el antioxidante
(ac. Cítrico y griffins para margarinas o tenox para
manteca). Se usa de 500 a 250 g de ac. Cítrico, de acuerdo
a la capacidad del equipo.
A 175°C y con un vacío de 30 mmHg, se abre la válvula de
vapor de agua para el booster (para un mejor vacío se llega
a 8-10mmHg, con temp. De operación de 180-185°C), quedando
el equipo apto para su reposo.
Para aceites y mantecas............3 h
Para margarinas....................5 h
- Enfriar el desodorizador, esto se consigue cerrando las
válvulas de vapor de calefacción y abriendo las de agua
de refrigeración que circula por el mismo serpentín de
vapor. Tener cuidado de mantener abierta la válvula de
vapor indirecto y el vacío, porque si se rompe el vacío
y por efecto de la temperatura, el aceite o grasa se
oxida. Cuando se llega a 140°C durante la refrigeración,
se añade ac. Cítrico a través del mismo dosificador. A
100°C aprox. Se cierra la válvula del vapor directo.
- A 55°C aprox. Se cierra la refrigeración proveniente del
booster y se rompe el vacío cerrando las válvulas de
vapor y de agua de refrigeración del eyector y booster,
respectivamente.
Generalmente el vacío se quita cuando el producto va a
pasar a ENVASADO.
- Descargar el lote a envasado, pasando previamente por
los FILTROS GUARDA o PULIDOR.
- Eliminar las impurezas o “catchopot” hacia el desecador,
mediante la válvula de descarga.
En esta planta se controla:
- Almacenamiento de las grasa: no deben estar a más de
10°C de su F, para evitar consumo excesivo de vapor de
calefacción y para conservación de las mismas.
- Transferencia de las grasas a los neutralizadores:
correcto uso de vapor y corriente eléctrica.
- Correcto llenado de los datos, en los discos de control,
de las grasa en las pailas de neutralización.
- Condiciones del proceso de neutralización.
- Drenaje de la “borra”: las grasa y aceites deben quedar
limpios después de los lavados.
- Disponibilidad de los filtro-prensa.
- Añadido de tierra de blanqueo, tiempo necesario de
contacto con la grasa para que se produzca la absorción
de las sustancias a remover.
- Color y demás características de las grasas y aceites.
- Envío de las grasas y aceites refinados a los tqs de
almacenamiento o a los desodorizadores.
- Estado líquido de las grasas y aceites en los tqs.
- Desodorizadores: consumo de vapor y agua.
- Tiempos previstos para cada etapa de la desodorización:
t Aceites y mantecas(h)
T Margarinas(h)
Cargar/calentar.......... 1 1
Desdorizar............... 5 6
Enfriar.................. 1 1
Descargar................ 1 1
Total 8 9
- Condiciones de operación de la desodorización:
Desodorizadores o Alambiques
Variable Grandes(10 t) Chicos(5 t)
Presión vapor indirecto 150 lb/plg2 170 lb/plg2
Presión vapor directo 3 Kg-f/cm2 4 Kg-f/cm2
Vacío 9 mmHg 4 mmHg
Temperatura de operación 180°C 190°C
- Añadido del ácido cítrico y antioxidantes.
- Presión dentro del desodorizador.
- Presión de los filtros guarda y pulidor: rotura de
lonas.
- Temp. De la COLUMNA BAROMETRICA: 38-40°C. Esta
temperatura se regula con las válvulas de vapor y de
agua del eyector y del booster, respectivamente.
- Temp. De los productos que pasan a envasados: 55-60°C.
A continuación se observa un diagrama del bloques de la
planta de refinería “batch”.
1.2 Planta de Refinería Continua
En la refinería continua se realiza el desgomado y
neutralizado, centrifugado, lavado y el secado al vacío.
El desgomado se hace con H3PO4 al 10%, que se añade antes
que la corriente de proceso entre al TQ PULMON. Un añadido
deficiente traerá problemas de precipitaciones de “gomas”
en los aceites desodorizados, con el consiguiente perjuicio
en el aspecto del producto.
El neutralizador se lleva a cabo en el NEUTRALIZADOR
CONTINUO con soda caústica 8N de 14°Be, a condiciones de
operación de 70-80°C y 2 min. Un exceso de soda
saponificará grasa neutra bajando el rendimiento;
condiciones de temperatura fuera de lo indicado hace que al
reacción de neutralización y/o separación no sean óptimas,
perdiéndose grasa neutra y teniéndose colores altos.
El centrifugado-refinado se ejecuta en un batería de 4
CENTRIFUGAS SHARPLES en paralelo, con inyección de soda
“fush” de 3°Be para incrementar la separación. Cada
centrifuga tiene una velocidad rotacional de 15.000 rpm.
El lavado se hace con agua caliente a 50°C,
en 2 LAVADORAS -LAVAL dispuestas en srie, consuministro e
vapor de calefacción a través de un serpentín. Una
deficiencia de agua y de su temp. Para el lavado de los
aceites hacen que el jabón residual (“borra”) sea alto,
obligando a tratamiento adicional en refinería “batch”. Un
contrapresión deficiente en las salida del aceite de la
lavadora -LAVAL, no permite la remoción del jabón
residual a niveles adecuados.
El secado se logra con vapor indirecto en el SECADOR
CONTINUO. Se dispone de un CONDESADOR BAROMETRICO y un
EYECTOR DE VAPOR para la operación al vacío.
El aceite refinado seco (0,8% AGL y 0,1%H2O) pasa a las
pailas de refinería “batch” para el blanqueo y,
posteriormente a los desodorizadores.
En esta planta se controla:
- Almacenamiento de las grasas o aceites: la temp. No debe
estar por encima de 10°C más de TF.
- Uso correcto del vapor y corriente eléctrica durante la
transformación de las grasas en al planta.
- Condiciones de procesos: deben ser las indicadas.
- Verificar que se realicen correctamente los análisis en
planta y la línea implementada para la refinación de las
grasas en particular.
A continuación se presenta un diagrama de bloques y un
diagrama de flujo de esta planta.
1.3 Planta de Hidrogenación
El proceso de hidrogenación consiste en la saturación de
las cadenas insaturadas de los aceites líquidos, mediante
hidrógeno catalizado con niquel. La hidrogenación de la
estructura del aceite implica aumento de su densidad,
estabilidad y mejoramiento de su color. Este proceso está
destinado para la fabricación de mantecas y margarinas.
El grado de hidrogenación está relacionado con su índice de
yodo, así como un mol de H2 corresponde a la absorción de
un mol de I2.
La reacción es:
Aceite refinado + H2/Ni aceite hidrogenado
El aceite refinado se alimenta al REACTOR TIPO TANQUE, de
2.500 Kg o al de 3.500 Kg de capacidad, luego se seca
mediante un vacío de 3 pulg Hg dado por la bomba del vacío.
El secado del aceite se hace para que su humedad no
constituya impureza, que impediría un proceso, a la vez que
se formarías lodos con le catalizador.
Después se succiona por vacío de 20 a 25 Kg de níquel
pricat 9900, disuelto con algo de aceite refinado,
manteniendo en constante agitación inmediatamente, se rompe
el vacío y se introduce el hidrógeno a una temp. De 150°C,
verificándose el índice de refracción se controla cada 15
min. hasta llegar al índice pedido en el REFRACTOMETRO,
para luego enfriar hasta 140°C en un periodo de 60 min. Y
posteriormente descargar el aceite hidrogenado al TQ DE
MEZCLA, donde se adiciona la tierra de blanqueo (hyflo)
El hidrogeno gaseoso se obtiene a partir del agua líquida,
después de pasar por un sistema de desmineralización y po
electrólisis.
En esta planta se controla:
- Almacenamiento de los aceites a hidrogenar a la temp. No
mayor de los 10°C por encima de TF.
- Secado de ña grasa.
- Agregado del níquel catalítico.
- Proceso de hidrogenación en el reactor
- Enfriamiento del aceite después del proceso.
A continuación se presenta el diagrama de bloques de esta
planta.
1.4 Planta de Lipofrac
En esta planta se realiza la cristalización y el
fraccionamiento. Estas operaciones se hacen para la grasa
extra, que es un aceite hidrogenado de pescado (anchoveta),
con vista a obtener productos de mejor cantidad dqeu los
originales.
La cristalización consiste en a formación de cristales que
precipitan, debido a su mayor FF, con ayuda de un
disolvente tenso-activo y con agua de refrigeración a
través de una chaqueta alrededor del sistema. La fábrica
IPSA usa el “método lanza” (húmedo) con la adición del
detergente lauril-sulfato sódico+sulfato de magnesio.
Esta operación se hace en los 10 TANQUES DE CRISTALIZACIÓN,
los cuales tiene cada uno 10 800 Kg. de capacidad, en donde
la grasa ingresa pasando previamente por un intercambiador
de placas; la solución tensoactiva es añadida al tq y
mediante agitación lenta constante se permite un buen
contacto entre el detergente y la grasa a tratar,
reduciéndose la tensión superficial, se forma la fase
líquida (oleína) y la fase pesada (estearina cristalizada
con detergente). El agua de refrigeración (6-10°C) es
introducida a la chaqueta de los tqs y se mantiene en
recirculación usando la COMPRESORA TRANE.
La cristalización se realiza en 2 etapas: la primera etapa
se separa la oleína I en un 80% y la estearina en un 20%,
en la 2da etapa la oleína se separa en un 70% de oleína II
y 30% de estearina II.
Debe hacerse notar que muchas grasas forman mezclas
eutécticas y la limitación en las separación, que supone
dicha formación, se miniminiza pero no se elimina por la
presencia de un disolvente tenso-activo.
Después dela cristalización, que dura 8 hrs, pasa al
fraccionamiento.
El fraccionamiento consiste en la separación de las 2 fases
o fracciones formadas en la cristalización: oleína y
estearina que sale del cristalizador pasa al MEXCLADOR DE
CUCHILLAS, en donde se le añade detergentes recuperado
proveniente de su tq de almacenamiento. Luego, pasa al
MEZCLADOR DE PALETAS con la finalidad de que se vaya
produciendo la separación de la oleína y estearina.
Inmediatamente, la solución se descarga a la primera
CENTRIFUGA SHARPLES, donde ocurre la separación de la
fracción liviana (oleína I, TF=22°C) y pesada
(estearina+deterg.) la oleína I va al tq almacenamiento
para luego pasar ala segunda etapa de fraccionamiento,
donde se separa la fracción liviana (oleína II, TF=14°C) y
la fracción pesada (estearina II, TF=32°C).
La fase pesada pasa por una batería de 3 intercambiadores
de placas (en serie) para calentarla desde 16-20°C hasta
120°C, ingresando al TANQUE PULMON y luego se enfría a 80°C
en el intercambiador de placas intermedio, para descargarse
a la segunda CENTRIFUGA SHARPLES donde se rompe la emulsión
y se separa la fase liviana (estearina I, TF=39°C) y el
deterg. Vale resaltar que , se llama oleína debido al alto
contenido de oleato de glicerilo y, estearina por su alto
contenido en estearato de glicerilo.
La oleina II se destina para aceites compuestos (CIL) y la
estearina II para jabones duros (MARCELLA).
Estas operaciones de modificación de las grasa se hacen
también para la grasa especial (otro tipo de aceite
hidrogenado de anchoveta) y para los aceites hidrogenados
de la palma y del algodón. Para el caso de la grasa
especial, la fracción liviana se llama oleína “E” y la
fracción pesada se denomina estearina “E”, las cuales se
destinan para la producción de margarinas (ASTRA Y DANESA)
y mantecas (GORDITO “E” Y CIL).
En la planta e controla:
Lipofrac I
- Almacenamiento de la grasa extra: 40-451c.
- Correcto funcionamiento del intercambiador de placas D-5
(pre-enfriador).
- Control del consumo de vapor, electricidad, agua y del
tiempo de carga (30 min.)
- En cuanto al añadido de detergentes, controlar que se
siga el programa de cristalización.
- Evitar pérdidas de agua de refrigeración para la
cristalización.
- Para el fraccionamiento, la monobomba P201 debe dar una
presión de 4,5 – 5 Kg-f/cm2.
- En la 1° centrífuga S201, el flujo de oleína debe ser de
25, y si es de muy buena calidad se debe comunicar par
variar el programa de cristalización.
- La temp. De fraccionamiento debe ser 1°C menos que le
punto final de cristalización, para así proteger los
cristales formados.
- Limpieza con detergentes de la centrifuga S201, entre
lote y lote.
- El amperímetro de la S201 debe estar marcada 30-32 A, en
el caso que comience a subir y oscilar debe pararse.
- La salida de fase pesada de S201 debe estar marcando 30-
32ª, en el caso que comience a subir u oscilar debe
pararse.
- La salida de fase pesada de S201 debe estar a ½ o ¾ de
tq, si noes así se debe a la boya trabada, al estator
malogrado de la P203 o al bloqueo de los
intercambiadores.
- Consumo de vapor en el decantor, debe estar a 50-60°C.
- La emulsión a la salida del último intercambiador de la
batería debe estar a 120-130°C, y la presión del vapor
saturado a 3,5-4 Kg-f/cm2
- La 2° centrífuga S202 debe tener el motor con 20-22ª.
- La presión en el tq pulmón debe ser de 3,5 Kg-f/cm2, si
es mayor quiere decir que el tq está sucio.
- La temp. De ingreso y salida de las fracciones debe ser
de 80°C.
- El secador del aire comprimido (del condensador)
- El nivel de aceite de la compresora trane.
Lipofrac II
- Preparación y almacenamiento de la mezcla a fraccionar.
- La temp. Dela ceite de pescado hidrogenado Fh-37 debe
estar a 50-55°C.
- La temp. De entrega y salida del pre-enfriador debe ser
52 y 40°C, respectivamente.
- El arranque de la centrífuga sharples se hace en vacío
hasta alcanzar la velocidad
- Para evitar pérdida de vapor y el deterioro del
intercambiador: Pmáx=2 Kg-f/cm2
- La válvula de salida del tq estearian/detergente.
- La bomba “banton”
A continuación se aprecian diagramas de bloques y de flujos
de esta planta, la cual se controla con un papel de
control.
1.5 Planta de SOAp Splitting (Recuperación de HGr de
“Borras”)
En esta planta se recupera los ácidos grasos tratando con
ácido H2SO4(ac) las “borras” obtenidas de refinería “batch”
y refinería continua. Las “borras” son producidas por la
neutralización de los AGL con la soda cáustica.
Las “borras”, descargadas en los decantadores, se bombean a
los 2 DEPOSITOS DE RECUPERACION que tienen 10.000 Kg de
capacidad, en los cuales mediante el agregado de ácido
sulfúrico diluído (20%H+) y un calentamiento con vapor
saturado a través de serpentines, se lleva a cabo la
siguiente reacción:
R-COONa + H2SO4 80°C R-COOH + NaHSO4
“Borra” 20% HGr
Donde R: Radical alquilo (estearilo u palmitilo)
Estas reacción tiene lugar hasta que el pH del agua
contiene el depósito llegue a 1,5-2 de acidez, lo que
permite una mayor recuperación de ácidos grasos. Verificado
este grado de acidez, se empieza a desaguar por el fondo
del depósito de recuperación, neutralizándole con cal o
tierra hidráulica antes que vaya al desague.
La capacidad de recuperación es de 2.000 Kg para cada
depósito de recuperación.
Es esta planta se contra:
- Las condiciones en que se almacena al “borra” en
refinerías “batch” y continua.
- El uso del vapor para limpiar las tuberías de
alimentación a los toneles de trabajo.
- El calentamiento y la agitación de la “borra”
- El agregado de H2SO4 diluido.
- La acidez del agua que va al desagüe.
A continuación se observa un diagrama de bloques de esta
planta.