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DESCRIPCION GLOBAL DEL PROCESO.
Se puede encontrar en esta sección información referente a los procesos, tecnologías y productos propios de la Actividad Industrial Producción de Aceites y Grasas Vegetales sin Refinar y Residuos.
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PROCESO DE REFINACION
El objetivo fundamental de la refinación de aceites y grasas es hacerlos aptos para el consumo humano, al eliminarle todas las sustancias que tienen un efecto desfavorable en el aroma, apariencia, sabor, color y estabilidad. El proceso de Refinación, se puede realizar de dos formas que son : Química o Física.
Refinación Física
El proceso de Refinación física se esquematiza en la siguiente figura.
Proceso de Refinación física de Aceites Vegetales.
El proceso en general es como sigue : se realiza un filtrado inicial que limpia el aceite crudo de partículas indeseables. Luego en el secado se evapora la humedad que pueda traer el crudo. Posteriormente se somete el aceite a un proceso de desgomado, en el cual se usa ácido cítrico, ácido fosfórico ó ambos, para eliminar las gomas, resinas y proteínas para permitir la remoción por métodos gravitacionales. Si las gomas son hidratables, se remueven, como su nombre lo indica, con agua; seguidamente se adicionan tierras de blanqueo que adsorben sustancias colorantes; el proceso culmina con la desodorización, en donde se separan los ácidos grasos libres presentes en el aceite y las sustancias que ocasionan mal olor.
La Refinación Física basa su técnica en utilizar los desodorizadores para destilar por vapor no sólo los productos causantes del mal olor, sino también los ácidos grasos libres. De esta forma se elimina el tratamiento con soda cáustica, disminuyendo las pérdidas de aceite ( el Soapstock arrastra algo de aceite ) y la consecuente eliminación de los efluentes contaminates. Además, la
Refinación Física proporciona ácidos grasos de mayor pureza, que son un subproducto del proceso, utilizado en la industria de jabones.
Refinación Química
El proceso de Refinación Química difiere sólo en algunas etapas del anterior : el aceite se somete primero a un proceso de remoción de gomas, que pueden ser hidratables y no hidratables. Después del desgomado los ácidos grasos libres presentes en el aceite, se neutralizan con soda cáustica para formar el Soapstock (Sal sódica o Jabonadura), el cual se puede separar por medios mecánicos del aceite neutro aprovechando su solubilidad en agua. Las etapas de Blanqueo y desodorización son similares a las descritas en Refinación Física, sólo que el consumo de tierras y de vapor es menor. La siguiente figura esquematiza el proceso de refinación química :
Proceso de Refinación Química de Aceites Vegetales.
TECNOLOGIAS
Tecnología de Refinación física de aceite vegetal con fraccionamiento Tecnología de Refinación física de aceite vegetal sin fraccionamiento Tecnología de Refinación química de aceite vegetal con fraccionamiento Tecnología de Refinación química de aceite vegetal sin fraccionamiento
PRODUCTOS.
Como se muestra en la tabla de producción de aceites en Colombia, el aceite de Palma, de Soya y de Palmiste, son los de mayor consumo en el país. A continuación se describen las principales características de estos aceites:
Aceite de Palma.
Aceite de Palmiste. Este aceite se caracteriza por el alto contenido de ácidos grasos de cadena corta de 12 carbonos o menos. Tiene punto de fusión relativamente bajo y marcado, y es bastante duro y frágil a temperaturas más bajas. El aceite de Palmiste es un buen componente de las margarinas, presentando un punto eutéctico al mezclarse con el aceite de palma u otras grasas como la manteca de cacao, mejorando la suavidad y textura en la boca. Sin embargo, en lo que se refiere a confitería, no se puede mezclar con la manteca de cacao, puesto que los productos se hacen demasiado suaves.
Debido a que el aceite de palmiste tiene un alto contenido de ácidos no saturados C18, puede producir una gama más amplia de productos, después del fraccionamiento y/o la hidrogenación. Algunas propiedades físico-químicas son mostradas en la siguiente tabla.
Características Fisicoquímicas del Aceite de Palmiste.
Peso específico 0.925 - 0.935
Punto de Fusión 19 - 26°C
Punto de refracción a 40°C 1.45 - 1.452
Punto de saponificación 239 - 257
Indice de Yodo 12 - 18
Aceite de Soya. El aceite de soya es muy utilizado en la preparación de los productos refinados, aunque no tanto como el de palma. Su cultivo en Colombia es bastante restringido, debido a la falta de tierras y condiciones climáticas apropiadas que ofrezcan un producto de alta calidad, obligando a las empresas refinadoras a su importación. El aceite de Soya presenta las características mostradas en la siguiente tabla.
Características Fisicoquímicas del Aceite Soya.
Densidad a 15 °C 0.922-0.930
Indice de Yodo 121-135
Indice de refracción a 25 °C 1.4729-1.4742
Indice de Saponificación 190-193
Punto de Fusión 27°C
BALANCE DE MASA Y MATERIA ACEITE DE PALMA AFRICANA
BALANCES DE MASA Y ENERGIA.
Para la producción de una tonelada de Aceite Refinado de Soya, se registran las siguientes entradas y salidas. Los datos presentados son calculados por el Grupo de Investigación del Convenio UIS-IDEAM, a partir de información bibliográfica y de campo.
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Refinación Química.
Entradas másicas al proceso
1041.78 de Aceite crudo (7.29 kg ácidos grasos libres y 0.86 kg Fósforo)
213.56 kg agua
16.04 kg soda cáustica
5.00 kg tierras blanqueantes
1.77 kg ácido fosfórico
Salidas másicas del proceso
1000 kg aceite refinado
7.81 kg soapstock
208.36 kg aguas de lavado
53.86 kg gomas
6.67 kg torta
1.45kg ácidos grasos
Gráfico de balance de masa Refinación Química
Refinación Física
Entradas al proceso
1051.08 kg de Aceite crudo ( 7.36 kg ácidos grasos libres y 0.87 kg Fósforo)
36.79 kg agua
21.02 kg tierras blanqueantes
3.68 kg ácido fosfórico
1.04 vapor de arrastre
Salidas del proceso
1000 kg aceite refinado
54.34 kg gomas
50.14 kg torta
8.09 kg ácidos grasos
1.04 condensados
Gráfico de balance de masa Refinación Física
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Requerimientos energéticos
Refinación Química
641.82 MJ/tonelada de aceite refinado
80 KW-h/tonelada de aceite refinado
Gráfico de Balance de Energía Refinación Química
Refinación Física
607.72 MJ/tonelada de aceite refinado
49 KW-h/tonelada de aceite refinado
BALANCE DE MASA REFINACION QUIMICA
BALANCE DE MASA REFINACION FISICA
BALANCE DE ENERGIA REFINACION QUIMICA
PROCESOS PARALELOS
Como para-procesos se clasifican todas aquellas operaciones que se realizan paralelamente a la cadena productiva principal. Esos para-procesos pueden ser tratamientos de acondicionamiento para reutilizar o adecuar una materia prima, o para mejorar la operación de determinado equipo o etapa del proceso. En el proceso de refinación de aceites vegetales, se ha escogido el circuito de agua de enfriamiento.
CIRCUITO DE AGUA DE ENFRIAMIENTO.
El circuito de agua de enfriamiento generalmente consiste en varios tanques de agua, una unidad de enfriamiento y uno o más intercambiadores de placas; uno de los tanques contiene agua fría, que es enviada a través del evaporador de la unidad de enfriamiento de los cristalizadores.
El condensador de la unidad de enfriamiento utiliza como líquido de condensación agua proveniente de la torre de enfriamiento. Las pérdidas del circuito son mínimas, pero con alta carga orgánica por los ácidos grasos que arrastra de la desodorización. La descarga térmica aérea es considerable y proporcional al flujo de agua en el circuito.
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