• Author / Uploaded
• Vicente Valdera Sandoval

• Categories
• Aceite de oliva
• Grasa
• Agua
• Petróleo
• Tejido adiposo

Citation preview

Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo” Escuela Profesional de Ingeniería en Industrias Alimentarias TECNOLOGÍA DE GRASAS Y ACEITES

TEMA: Extracción de Aceites DOCENTE: Ing. Noemí León Roque INTEGRANTE: Valdera Sandoval Vicente CICLO

: 2016 – II

EXTRACCIÓN DE ACEITES I. EXTRACCIÓN DE ACEITE DE OLIVA Es el zumo oleoso obtenido únicamente de la fruta del olivo (Olea europea L.), con la exclusión de los obtenidos con disolventes, por procedimientos de re-esterificación y de cualquier mezcla con aceites de otra naturaleza (IOOC 1991). Se comercializa según diversas designaciones y definiciones. Entre todos ellos, el más importante es el aceite de Oliva Virgen que es el obtenido de la fruta del olivo exclusivamente por medios mecánicos o por otros medios físicos en condiciones, especialmente térmicas, que no haya tenido más tratamiento que el lavado, decantación, centrifugación y filtrado. El aceite constituye el 15-26% de la aceituna y se encuentra en las vacuolas dentro de las células de las aceitunas. La producción de aceite de oliva consiste en la separación del aceite contenido en el fruto de los componentes sólidos y el agua de vegetación de las aceitunas. La molienda rompe estas células, desprendimiento el aceite que contienen las aceitunas. I.1. Proceso Tradicional I.1.1. Lavado y Pesado Al llegar las aceitunas a las plantas procesadoras se les debe quitar el polvo que traen los frutos, así como otras sustancias extrañas que puedan traer (tierra, piedras, ramas y otras materias sólidas. Estas operaciones se realizan con máquinas automáticas que quitan las hojas por medio de ventiladores, a continuación las aceitunas se lavan en un tambor rotatorio en el que circula agua y en el que se separan los materiales más pesados.

Figura 1: Instalación de lavado y pesado de la aceituna.

I.1.2. Molienda Las aceitunas se trituran en molinos. El objetivo que se pretende en esta operación es romper las células de la pulpa para dejar que el aceite salga de las vacuolas,

permitiendo así la formación de gotas más grandes que puedan separarse de las otras fases. Generalmente, en este proceso tradicional las aceitunas se trituran en molinos de piedra. En estos dispositivos los frutos se muelen sin una excesiva tensión mecánica, no formándose emulsiones que dificulten la separación del aceite, además no hay riesgo de contaminación metálica. Generalmente, constan de una base cilíndrica de granito sobre la que se disponen de 2 a 4 piedras cilíndricas (Figura 2) o troncocónicas (en España fundamentalmente) (Figura 3) que giran alrededor de un eje a una velocidad de 12-15 rpm.

2: de

cilíndricas.

Figura Molino piedras

Figura 3: Molino de piedras troncocónicas.

I.1.3. Batido Una vez molidas las aceitunas, la pasta obtenida tiene que ser agitada lentamente (batido). Este es un proceso en el que una palas mueven continuamente la pasta en unos recipientes semicilíndricos o semiesféricos (batidora). Estos equipos disponen de un sistema calentador en sus paredes interiores por el que circula agua caliente; sus paredes interiores son de acero inoxidable para evitar la posible contaminación metálica (Figura 4). El objeto de esta etapa es aumentar el tamaño de las gotas de aceite para que puedan separarse más fácilmente; además, se rompen las emulsiones aceite/agua. Cuando se usan prensas para la extracción del aceite, la duración del batido se limita a 10-20 minutos.

Figura 4: Batidoras Cilíndricas.

I.1.4.

Prensado

La extracción por presión es el método más antiguo usado para extraer el aceite de oliva. Se basa en el principio de que cuando se aplastan las aceitunas (prensado) se libera la fase líquida (el agua de vegetación y el aceite), separándose de la fase sólida. En la prensa, la extracción consiste en la aplicación de presión a una pila de discos filtrantes ("capacho" en España), entre cada dos de ellos se dispone una capa de pasta de aceituna. Todo ello, se coloca sobre un carro que lleva un eje central (Figuras 5, 6 y 7). La prensa puede aplicar una presión de 120-200 kg/cm2 y el proceso de extracción dura unas 1,0-1,5 horas. La introducción de maquinaria semiautomática para cargar y limpiar las pilas de capachos origina unos costos significativamente menores que cuando se opera de una forma manual.

Figura Figura carros.

5: Carro con “capacho”. 6: Prensas y

Figura 7: Extracción de aceite mediante prensas.

I.1.5. Decantación Al prensar la pasta de aceitunas se obtiene un líquido que contiene aceite de oliva, agua de vegetación y una cantidad pequeña de sólidos que se escapan en la prensa. La primera operación que se debe realizar es el retirar estos sólidos; para ello, se emplea un tamiz vibratorio en el que quedan retenidos (Figura 8) (Martínez et al. 1974). Si se deja reposar la mezcla líquida que se obtiene en el prensado, el aceite se queda en la superficie debido a que es menos denso (alrededor de 0.91 kg/l) que el agua de vegetación (aproximadamente 1.01). Por ello, desde tiempo inmemorial se ha empleado la decantación para separar el aceite del agua de vegetación. El procedimiento consiste en disponer una serie de depósitos conectados mutuamente. El aceite pasa de depósito en depósito por la parte superior, teniendo

lugar la sedimentación del agua (Figura 9). El agua de vegetación circula en el sentido opuesto, por medio de sifones en la parte inferior de los depósitos; con ello, se retiene en la superficie la mayor cantidad posible de aceite.

Figura 8: vibratorio.

Tamiz

Figura 9: Conjunto de decantadores.

I.2. Proceso de Tres Fases I.2.1. Molienda Habitualmente, en los sistemas continuos se emplean molinos metálicos (martillo, dientes, discos, cilíndricos o de rodillos) para triturar la aceituna. El más usado es el molino de martillo. En estos molinos metálicos es posible fijar el tamaño de los fragmentos que salen del mismo, porque disponen de una rejilla que sólo permite la salida de partículas del tamaño elegido de acuerdo con el posterior sistema de extracción que se aplica (Figura 10).

Figura 10: Conjunto de decantadores.

Este sistema tiene una serie de ventajas ya que al trabajar en continuo, tienen un alto rendimiento y son menos costosos y ocupan mucho menos espacio que los molinos de piedra. I.2.2. Batido El uso del molino de martillo para la molienda de aceituna puede dar lugar a la formación de emulsiones entre el aceite y el agua. Por ello, es necesario realizar el batido de la pasta para aumentar el tamaño de las gotas de aceite. Este proceso se realiza a temperaturas ligeramente superiores a la ambiente y su duración, en ningún caso, debe ser menor de una hora.

Las plantas modulares de extracción de aceite constan de dos o tres unidades de mezcla (batidoras) que consisten generalmente en cubas horizontales semicilíndricas que disponen de una cámara exterior por la que circula agua caliente para mantener la pasta a la temperatura prevista (Figura 11). Dentro de la batidora, la pasta de aceituna se mantiene en movimiento por medio de un dispositivo (paletas u otro sistema) que giran alrededor de un eje (Figura 12).

Figura

Batidora.

11:

Figura 12: Interior de una batidora.

Un aumento de la temperatura a la que se realiza el batido incrementa el rendimiento de la extracción, especialmente cuando la pasta de aceituna no es manejable. La temperatura de trabajo más eficiente se encuentra sobre 30 -35ºC. Tratamientos más largos son particularmente efectivos cuando las aceitunas son "difíciles"; sin embargo, el aumento del tiempo de batido implica una disminución del contenido en polifenoles del aceite. (Giovacchio 1996). I.2.3. Centrifugación de Pasta En este proceso las fases líquidas se separan de la fase sólida por medio de la aplicación de fuerzas centrífugas que aumentan las diferencias entre las densidades específicas del aceite, agua de vegetación y la materia sólida. Esta operación se realiza en una centrifuga horizontal (decantador) (Figura 13). Esta consiste en un rotor cilíndrico–cónico y un rascador helicoidal de eje hueco, que gira coaxialmente en el interior del mismo. La diferencia de la velocidad entre uno y otro hace que los sólidos se adosen a la pared interior del rotor y sean arrastrados hacia un extremo por el tornillo sinfín. Los líquidos (el aceite y la fase acuosa) forman anillos concéntricos más interiores según su densidad y salen al exterior por diferentes conducciones. Para obtener una mejor separación de los componentes es necesario agregar agua a la pasta que viene de la batidora.

Figura 13: Interior de una batidora.

La cantidad de agua que se adiciona influye en el rendimiento de la extracción. El volumen que debe añadirse depende del tipo de planta y de las características reológicas de las aceitunas: tanto mucha, como poca cantidad de agua reduce el rendimiento de la extracción. La relación óptima pasta/agua puede variar desde 1:0,7 a 1:1,2 y se determina empíricamente observando las características del aceite y el agua que salen del decantador centrífugo. Del decantador centrífugo salen dos tipos de líquidos: uno de color verde formado por el aceite y algo de fase acuosa (agua de vegetación y la agregada en el proceso) y el otro (en un volumen mayor) de color marrón constituido principalmente por la fase acuosa con algo de aceite. (Figura 14) Como los líquidos que salen pueden llevar partículas sólidas, se pasan a través de un tamiz vibratorio para separar los pequeños trozos de hueso o pulpa (Figura 14).

Figura 14: Tamiz vibratorio en la salida de los líquidos del decantador centrífugo.

Dependiendo básicamente de su tamaño, las máquinas que se encuentran en el mercado pueden procesar entre 0.5 y 4.0 toneladas de aceitunas/hora. El empleo de los decantadores centrífugos tiene las siguientes ventajas:  Es una maquinaria compacta y necesita poca superficie.  Es un proceso semicontinuo y automatizado.  Se obtiene un aceite de mejor calidad que en el sistema de prensas y con una menor mano de obra. Las mayores desventajas de este sistema respecto de la extracción con prensas son:  Es caro.  Requiere una mano de obra más especializada.

 Necesita más consumo de energía y de agua caliente.  Produce un mayor volumen de agua residual que debe disponerse en balsas de evaporación. I.2.4. Centrifugación de Líquidos La decantación natural requiere un gran espacio y un número elevado de depósitos. Por ello, a partir de la década de 1970 se aplica la fuerza centrífuga para separar el aceite contenido en las dos fases líquidas que se separan en el decantador centrífugo. Ambos líquidos se someten a una centrifugación en dos centrifuga de platos (Figura 15). De esta manera, se recupera la fracción de aceite que acompaña a la fase acuosa (la de color marrón) y mediante la adición de una cierta cantidad de agua se retira parte de la humedad y se limpia el aceite de la fase oleosa (Figura 16).

Figura

15: Centrífugas.

Figura 16: Salida de aceite limpio de una centrífuga.

Los factores que se deben tener en cuenta para una óptima separación son:  Homogeneidad del líquido,  Caudal de alimentación  Temperatura  Volumen de agua agregada  Tiempo entre descargas. La centrifugación ha ayudado a aumentar la cantidad aceite producido en áreas donde el rendimiento era mediocre o pobre. II. EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEBO Y MANTECA DE CERDO II.1. Definición de Manteca y Sebo La MANTECA, es la grasa de cerdo, obtenida por fusión del tejido adiposo subcutáneo o del que rodea las vísceras. El SEBO, es la grasa que se obtiene por fusión del tejido adiposo del ganado bovino, ovino y caprino. El sebo comestible de mejor calidad es el que se obtiene a partir del ganado vacuno. II.2. Tecnología de Preparación de grasas Esta actividad industrial se lleva a cabo de forma continua en instalaciones situadas en las zonas de sacrificio. El sistema de obtención de la grasa puede variar ligeramente en función de su procedencia aunque de forma general puede esquematizarse así:

II.2.1. Picado Tiene como objetivo la rotura de las paredes de los recintos grasos y tramas proteínicas donde se encuentran contenidas las células o glóbulos de grasa. Esta operación facilita la posterior separación. El tamaño a que se reduce la materia prima depende de la naturaleza de esta, así como de la eficacia de la máquina picadora, no obstante el tamaño de estas partículas oscila generalmente entre los 2-25mm de diámetro. II.2.2. Fusión La fusión es la fase más importante del proceso de extracción, ya que mediante esta operación llevada a cabo generalmente por encima de los 90°C se consigue:  Disminuir la viscosidad de la grasa haciéndola más fluida.  Coagular y desnaturalizar las proteínas.  Disminuir la carga microbiana. La fusión se puede llevar a cabo de dos formas:  En presencia de agua (fusión húmeda): Suele hacerse de forma 

continua en instalaciones compactas integradas. Fusión seca

Tanto una como otra modalidad de fusión se pueden realizar de forma continua o 5 discontinua y también a distintas temperaturas y presiones. Se hace incidir vapor de agua directamente sobre la materia grasa, después se realiza una separación de la materia grasa por centrifugación. Este procedimiento tiene la ventaja de rendimientos altos en grasa y necesita instalaciones relativamente sencillas. Pero este sistema tiene el inconveniente de la hidrólisis parcial de la grasa como consecuencia de llevarse a cabo en presencia de agua. Esto trae consigo la obtención de aceites y grasas de mayor rancidez. En cuanto a la fusión seca se puede realizar a temperaturas de 100°C y a presión atmosférica en calderas abiertas o bien a temperaturas < 100°C y a presión reducida. Se realiza en una caldera de doble pared, a través de la cual se introduce vapor de agua y con un sistema interior constituido por un eje horizontal rotatorio del que parten cuchillas que casi llegan a tocar las paredes. Al cabo del tiempo la grasa se libera y por ser de menor densidad se separa del resto de los componentes. La mezcla se hace pasar por escurridores o filtros. Este tipo de fusión tiene la ventaja de obtener grasa con menor acidez, sin embargo tiene el inconveniente que las grasas obtenidas mediante este método, contienen generalmente pequeñas cantidades de sustancias de tipo proteico que le comunican un sabor especial, y en ciertos casos la colorean II.2.3. Separación

En esta fase se lleva a cabo la separación mecánica del sólido y la grasa. La separación varía ligeramente dependiendo del tipo de fusión seguido y también influye de manera importante la naturaleza de la materia prima (contenido graso, estado de agregación, etc.) En el caso de la fusión seca, la masa exenta de agua, pasa por un tornillo tamizador que separa la grasa (con un alto contenido en impurezas) de sólido. La grasa es enviada a una centrífuga vertical donde se separan:  Grasa con un bajo contenido en impurezas que se somete a enfriamiento y 

solidificación y Sólidos con escasa cantidad de grasa

El sólido que sale del tornillo tamizador, es enviado a una prensa para extraer la grasa residual que se envía a una centrífuga y harina que puede ser molida y ensacada para alimentación animal. En la fusión húmeda después de una primera separación se obtienen dos fracciones (sólido (chicharrón, que se envía a una prensa para elaborar harina y líquido (agua + grasa). Esta fracción líquida se calienta a 100°C y pasa a una centrífuga vertical obteniéndose tres fracciones:  Grasa que sale fundida y purificada lista para su almacenamiento y que debe 

ser homogeneizada y enfriada. Sólidos con un bajo contenido en grasa que se puede unir al chicharrón para



obtener más harina y Agua de colas que generalmente va al vertido

Una vez obtenida la grasa se puede emplear en multitud de usos. II.3. Procesado de las grasas. Durante muchos años la manteca y el sebo fundidos se han utilizado como grasas comestibles sin más tratamiento. Apenas se le concedía importancia a su aroma, color, consistencia, margen de plasticidad, capacidad de batido y otras características. En la actualidad con el avance de la tecnología y con las demandas de grasas con múltiples características para incorporarlas a una gran variedad de productos alimenticios han adquirido gran importancia el procesado de la manteca y el sebo destinados a la alimentación humana. Los aceites crudos y las grasas comerciales una vez obtenidos contienen cantidades variables de sustancias que pueden proporcionar aromas, olores y cualidades indeseables. Entre ellos están los ácidos grasos libres, fosfolípidos, proteínas, pigmentos y productos de oxidación de las grasas. Por todo ello la grasa animales se someten a distintos tratamientos con el fin de mejorar sus características sensoriales. Entre ellos podemos destacar: Blanqueo, Desodorización y Plastificación. II.3.1. Blanqueo

Mediante esta operación se eliminan de las grasas destinadas a consumo humano sustancias coloreadas indeseables. Las mantecas correctamente obtenidas no necesitan ser blanqueadas, pero los sebos deben someterse a este tratamiento. Esta operación se suele realizar mediante fusión de la grasa a 80-100°C y utilizando adsorbentes (arcillas naturales y C activado). Estos tienen capacidad para adsorber las sustancias coloreadas presentes en las grasa. Junto con los pigmentos se absorben otros materiales, tales como los fosfolípidos, los jabones y algunos productos de oxidación. II.3.2. Desodorización Para la utilización de grasa en la fabricación de margarinas y grasas emulsionables (sorthening) es conveniente que la grasa de procedencia no presente aromas. Los compuestos volátiles con aromas indeseables, procedentes en su mayoría de la 8 oxidación se eliminan por destilación en corriente de vapor. Para desodorizar la grasa se pone en contacto con una columna a 150-250°C con una contracorriente de gas inerte al tiempo que se aplica vacío. En estas condiciones las grasas neutras no son volátiles. En esta operación además de compuestos volátiles que imparten aromas a las grasa como son aldehídos, cetonas, etc. también se eliminan ácidos grasos libres. El proceso de desodorización es posterior al de hidrogenación que veremos más adelante. II.3.3. Plastificación A temperatura ambiente las grasas de origen animal constan de una masa de pequeños cristales en la que se halla retenida cierta cantidad de líquido. La manteca, el sebo comestible y las grasa de origen animal empleadas en repostería se plastifican enfriándolas rápidamente. Este enfriamiento induce a la formación de múltiples cristales de pequeño tamaño y tiende a dar un producto firme. Para evitar que los cristales crezcan formando una estructura tridimensional continua, que daría excesiva rigidez a los productos, las grasas son malaxadas hasta que se completa la cristalización. Las grasas recién solidificadas se atemperan a 30°C durante 24h y posteriormente se enfrían a 21°C. Además de estos tratamientos que no modifican la estructura de los triglicéridos ni la composición de la grasa existen otros que si van a afectar su estructura y composición y que se utilizan con el fin de conseguir grasa con propiedades adecuadas para los usos posteriores, bien en la industria alimentaria o con otros fines industriales. A estos últimos se les denomina tratamientos de modificación. III. EXTRACCIÓN DE ACEITE DE PESCADO III.1. Proceso de Extracción III.1.1. Descarga de Materia

La materia prima es transportada desde la chata por un sistema de bombeo, a través de tubería submarina de 18’’ y 16’’ de diámetro que correspondes a cada línea de descarga.

Figura 17: Descarga de materia.

III.1.2. Pesado de Materia Prima Este pesado se realiza tomando como referencia el volumen de la tolva y la densidad del pescado.

Figura 18: Pesaje.

III.1.3. Almacenamiento de Materia Luego del pesaje, la materia prima se almacena en 4 pozas de 350 toneladas de capacidad cada una lo que permite clasificar la pesca según su frescura; estas pozas se encuentran protegidas con malla en su alrededor para prevenir la contaminación de la materia prima de plagas y aves.

Figura 19: Almacenamiento.

III.1.4. Cocción El pescado es transportado por el tornillo si fin a través del cilindro por un tiempo aproximado de 12 minutos, durante el recorrido el pescado es cocido por la acción térmica que ofrece el vapor de caldera adicionado al equipo a una presión de 2 a 6 Bar.

Figura 20: Cocción.

III.1.5. Desaguado y Prensado La operación del prensado consiste en someter a la masa cocida a altas presiones controladas indirectamente con el amperaje del motor y bajas velocidades de rotación de modo de efectuar en forma eficiente la separación mecánica de los sólidos y líquidos.

Figura 21: Prensado.

III.1.6. Separadora El caldo de prensa pasa al decanter o separadora para luego pasar por la centrífuga, de donde sale el aceite y agua de cola.

Figura 22: Separadora.

III.1.7. Centrífuga

Luego de la separadora pasa a la centrífuga, para poder sacar y limpiar de forma más pura el aceite de pescado.

Figura 23: Centrífuga.

III.2. Métodos En la industria, la producción de aceite de pescado se puede realizar mediante tres métodos: III.2.1. Método de extracción por prensado mecánico Este método corresponde a la línea de licores del procesamiento de producción de harina de pescado. III.2.2. Método de extracción por solventes Este método tiene como fundamento la difusión de la materia. Los factores que intervienen en este método de extracción de aceite y que están relacionados con el solvente son:  Tipo de solvente.  Cantidad de solvente.  Tiempo de extracción.  Temperatura del solvente. III.2.3. Método de extracción por calentamiento o fusión Procedimiento antiguo Utilizado para aprovechar el tejido adiposo subcutáneo de ciertos mamíferos marinos IV. BIBLIOGRAFÍA  Fernández, M., Castro, A., Garrido, A., Gozález, F. Nosti, M. Heredia, A., Minués, M.I., Rejano, L., Sánchez, F., García, P., Castro, A. (1985). “Biotecnología de la Aceituna de Mesa”. Servicio de Publicaciones del CSIC. MadridSevilla. 

García, P., Durán, M.C., Garrido, A. (1985) “Fermentación aeróbica de aceitunas maduras en salmuera”. Grasas y Aceites 36, 1, 14-20.