Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo”
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARÍAS
Escuela Profesional de Industrias Alimentarías CICLO ACADEMICO: Ciclo N° 6
ALUMNO: Estrada Hernández Leonel DOCENTE:
ING.ROBLES RUIZ JUAN CODIGO: 114085-F
I.
INTRODUCCION
Las grasas y aceites ocupan un lugar muy importante dentro de la alimentación humana, debido a que muchos de estos son una parte integral en casi todos los alimentos que se consumen a diario, como por ejemplo proporcionando suavidad a la corteza de pastelería, galletas, aceites de frituras y horneados, aderezos, etc. Algunas de de las grasas grasas utilizadas utilizadas en la preparación preparación de alimentos alimentos se obtienen obtienen de animales animales y en especial de varios suministros vegetales o principalmente de sus semillas, conocidas como semillas oleaginosas. Para su obtención existen diversos métodos de extracción los cuales son por presión, por solvente y sistema combinado. La grasa cruda o el aceite así obtenido, se somete a una serie de procesos de manufactura antes de ponerse a la venta, se debe de tener en cuenta que este proceso será la operación base para seguir con los demás procesos además de estar relacionada con la cantidad de aceite que se pude producir dentro al final y así mantener el mejor rendimiento del mismo. Estos procesos incluyen, tratamientos con álcali para remover ciertas impurezas y pigmentos por absorción, desodorizarían mediante destilación mediante destilación por vapor, hidrogenación si se desea una grasa plástica o plastificación para dar una consistencia cremosa.
II.
OBJETIVOS Conocer los procesos de extracción y los factores que influyen en la extracción de aceites y grasas.
Conocer las pruebas de caracterización caracterizac ión de aceites.
III.
MARCO TEORICO
Las sustancias grasas u oleaginosas se clasifican en grasas y aceites, y de acuerdo a su origen pueden ser animales o vegetales.
Grasas animales: son las grasas extraídas del tejido adiposo de los ovinos y bovinos como lo es el sebo, la grasa del cerdo, la manteca, etc.
Aceites animales: animales: a este grupo pertenecen las extraídas de los peces como la sardina, salmón, hígado de tiburón, hígado de bacalao; las grasas obtenidas de las patas de res, y ovinos.
Aceites Vegetales: Vegetales: Es el grupo más numeroso se dividen como alimenticios, como el algodón, ajonjolí, oliva, soya, maní, canola, palma y no alimenticios como el de higuerilla, lino y tung.
(Alarcón, 2006) 3.1.
DEFINICIÓN
Los aceites y grasas son sustancias de origen vegetal o animal, que son esteres formados por tres moléculas de ácidos grasos y una molécula de glicerol, llamados triglicéridos. A temperatura ambiente, éstos pueden ser sólidos (grasas) o líquidos (aceites), y proporcionan más del doble de energía por gramo que los carbohidratos y las proteínas. Las grasas y aceites vegetales, proceden de los frutos y semillas de oleaginosas, no siendo del todo comestibles". La palabra aceite viene del árabe az-zait, el jugo de la oliva, que a su vez viene del arameo zayta. Son sustancias grasas que tienen menos densidad que el agua y que no se disuelven en esta, pero si en la mayoría de solventes orgánicos. Los aceites y grasas vegetales, son empleados tanto a nivel industrial como a nivel gastronómico para freír, en margarinas, mayonesas y salsas, para aceites de cocina y grasas para repostería entre otros; estos aceites son los de oliva, algodón, girasol, canola, ajonjolí, maní, soya y palma principalmente. (Alarcón, 2006)
3.2.
IMPORTANCIA Y ESTRUCTURA DE LAS GRASAS Y ACEITES VEGETALES
Las grasas y aceites en la industria de alimentos se utilizan para diferentes fines, por sus diferente características tanto físicas como químicas, es así que para los procesos de fritura y refrigeración, se comportan como reguladores del intercambio calórico, manteniendo el color y el sabor de los productos; en la industria pastelera, por sus características lubricantes, facilitan la elaboración de productos laminados, fácilmente desmenuzables; son coadyuvantes del sabor en los aliños para ensaladas. (Alarcón, 2006) 3.2.1. TRIGLICERIDOS Los triglicéridos son esteres, está formado por tres moléculas de ácidos grasos y una de glicerol, formándose en esta reacción tres moléculas de agua y una de triglicérido. Lo anterior indica que si los tres ácidos grasos que conforman la molécula de triglicérido son idénticos se le denomina simple y si son diferentes se le denomina triglicérido mixto o compuesto. (Alarcón, 2006) Las grasas animales y vegetales son triglicéridos o esteres de glicerina y ácidos grasos (ácidos carboxílicos) desde el C6 hasta C26 saturados o insaturados, aunque los más comunes son C12 (láurico) al C18 (esteárico). Cuando en los triglicéridos predominan los ácidos grasos insaturados tenemos lo que conocemos como aceites mientras que si predominan ácidos grasos saturados tenemos lo que conocemos como sebos y mantecas. 3.2.2. ACIDOS GRASOS Los ácidos grasos son los componentes más abundantes de los lípidos. Están compuestos en general por una cadena larga hidrocarbonada, que varía entre 4 y 26 átomos de carbono, en uno de los carbonos extremos se encuentran el grupo ácido o carboxilo. La cadena hidrocarbonada puede ser saturada, (tener enlaces simples entre sus carbonos), o presentar uno o más enlaces dobles, llamadas monoinsaturadas y polinsaturadas. (Alarcón, 2006)
Tabla 1: Ácidos Grasos Saturados
Fuente: Grasas y Aceites Alimentarios. Steve Ziller. 1996 Tabla 2: Algunos Ácidos Grasos Insaturados
Fuente: Grasas y Aceites Alimentarios. Steve Ziller. 1996. Introducción a la ciencia de los Alimentos. FENNEMA.
Tabla 3: Composición en ácidos grasos de algunas semillas oleaginosas (%)
Fuente: Hamaker et.al. ,1992 Grafica1. Composición De Ácidos Grasos De Aceites Y Grasas En %
Fuente: Alarcón, 2006
3.3.
COMPONENTES NO GLICERIDOS DE LAS GRASAS Y ACEITES
Los aceites y grasas están constituidos por un 99 - 99,5% de triglicéridos. La fracción restante denominada insaponificable, está formada principalmente por esteroles, fosfatidos, carotenos, un grupo de tocoferoles, vitaminas y minerales. (Alarcón, 2006)
Fosfatidos: Son polialcoholes (glicerol aunque no siempre), esterificados con ácidos grasos y ácido fosfórico, este a su vez esta combinado con un compuesto nitrogenado. Los fosfátidos más comunes son la lecitina y la cefalina. Durante el proceso de refinación se eliminan los fosfátidos de los aceites.
Esteroles: Son compuestos químicamente inertes, no afectan las propiedades de los aceites; el esterol característico de las grasas animales es el colesterol al igual está presente en las grasas vegetales en trazas. Los esteroles de las grasas vegetales se denominan fitosteroles.
Carotenoides: El color amarillo rojizo de los aceites se debe a la presencia de este pigmento. En el proceso de blanqueo de aceites, los carotenos son absorbidos por las tierras decolorantes y por el carbón activado, otra características de estos compuestos es que son termolábiles, razón por la cual el proceso de blanqueo de los aceites se realiza a altas temperaturas.
Tocoferoles: Es considerado como el antioxidante natural, una de las características de esta sustancia es que actúa retardando el enraciamiento de los aceites, además de servir como fuente de la vitamina E. Estos compuestos al igual que los carotenos pueden ser eliminados parcialmente durante el proceso de refinación, este se encuentra en los aceites crudos, razón por la cual los aceites crudos se conservan por más tiempo que los refinados.
Vitaminas: Son compuestos que le dan valor nutritivo a los aceites, aunque no se encuentran en cantidades considerables, se sabe que una de las características de las grasas y aceites es que son fuente de vitaminas liposolubles (A, D, E, K).
Minerales: Los aceites crudos y refinados contienen trazas de fósforo, los primeros contienen cobre, manganeso, hierro y los segundos contienen níquel. Durante el proceso de neutralización y blanqueo se eliminan los metales pesados
que contienen los aceites aunque persisten algunos como el cobre 0.01-0.02 p.p.m y el hierro en una cantidad de 0.1-0.2 p.p.m Grafica2. Componentes No Glicéridos De Las Grasas Y Aceites
Fuente: http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites 3.4.
ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS
Existe un gran número de análisis para evaluar las características físicas y químicas de las grasas, algunos tradicionales de rutina en la industria y otros que exigen equipo más costoso. Los resultados ofrecen información sobre la naturaleza, el origen y el posible comportamiento de la grasa en diferentes condiciones de almacenamiento y procesamiento. A continuación se describen los métodos de análisis más comunes. (Badui, 2006)
3.4.1. Índices Índice de acidez: mg de KOH necesarios para saponificar los ácidos grasos libres; se
expresa como un % de los ácidos calculados en términos del oleico.
Índice de hidroxilo: mg de KOH necesarios para neutralizar el ácido acético combinable por acetilación con 1 g de muestra.
Índice de Polenske: mg de KOH necesarios para neutralizar los ácidos grasos volátiles insolubles en agua.
Índice de Reichert-Meissl: mg de NaOH para neutralizar los ácidos grasos volátiles y solubles en agua; se emplea para caracterizar grasas lácteas al medir ácidos de <12C.
Índice de saponificación: mg de KOH para saponificar 1 g de grasa; es inversamente proporcional al peso molecular promedio de los ácidos grasos.
Índice de solidificación de ácidos grasos (titer): Temperatura a la que los ácidos grasos, saponificados y fundidos, cristalizan al enfriarse lentamente; ofrece información sobre la intensidad de la hidrogenación.
Índice de yodo: mg de yodo que reaccionan con los aceites y que reflejan el promedio de insaturaciones; no ofrece información acerca de la distribución y localización de las dobles ligaduras.
3.4.2. Otros análisis
Color Lovibond: Medición del color mediante una serie de vidrios estándares rojos y amarillos de referencia. El resultado son valores de rojo y amarillo que corresponden a los vidrios que igualan el color de la muestra.
Plasticidad: El punto de fusión mide la dureza de una grasa, pero no su plasticidad o perfil de sólidos a distintas temperaturas; las grasas son semisólidos de triacilglicéridos que forman una matriz cristalina en la que queda atrapado el aceite líquido, como el agua en una esponja y cuya plasticidad depende de su relación sólido/líquido. La plasticidad se puede determinar dilatométricamente (índice de sólidos grasos) o mediante resonancia magnética nuclear.
Índice de sólidos grasos (ISG): Una grasa a –30ºC se solidifica y a medida que se calienta, se induce la formación de una mezcla de lípidos que se encuentra en estado líquido y sólido en una relación que depende de la temperatura. Los componentes sólidos se dilatan de forma muy diferente a como lo hacen los
líquidos, y la máxima expansión se alcanza cuando la grasa sólida se vuelve líquida.
Tabla 4: Valores de ISG de algunas grasas
Fuente: Badui, 2006
Punto de fusión: Es la temperatura a la que la fase sólida cambia a líquida, y es un reflejo de la fuerza de unión entre los ácidos grasos de un cristal. Sólo las grasas constituidas por muy pocos tipos de triacilglicéridos tienen su fusión bien definida; a medida que aumenta el número de ellos, el pf se convierte en un intervalo, ya que cada acilglicérido tiene el suyo. Existen diversos métodos; el conocido como slip point es común y utiliza 3 capilares que se llenan con la grasa sólida y se calientan en un baño a razón de 1ºC/minuto, hasta que ésta se desplaza hacia arriba; el promedio de las 3 temperaturas es el punto de fusión.
3.5.
CLASIFICACION DE LAS GRASAS Y ACEITES
Las grasas y aceites se clasifican teniendo en cuenta su composición. GRASAS LACTEAS Están formadas por ácidos grasos de cadena corta, especialmente el ácido butírico. Son grasas de la leche de los rumiantes, especialmente de la vaca GRASAS LAURICAS Son grasas formadas por ácidos grasos de 14 carbonos, se caracteriza por el alto contenido de ácido laurico, también está presente el ácido mirístico. Hace parte de los aceites de coco y de palma.
GRASAS RICAS EN ÁCIDO OLEICO Y LINOLÉICO Son grasas muy insaturadas. Están presentasen la mayoría de aceites vegetales. GRASAS RICAS EN ÁCIDO LINOLÉNICO Son grasas ricas principalmente en este ácido y en ácidos grasos esenciales, están presentes en el aceite de soya. MANTECAS VEGETALES Son saturadas y sólidas a temperatura ambiente. Se encuentra principalmente el ácido esteárico. Se utilización en confitería. GRASAS ANIMALES Son grasas saturadas, sólidas a temperatura ambiente, en este grupo están presentes el ácido esteárico y el palmitito principalmente. Se extraen del tejido adiposo de los cerdos. ACEITES MARINOS Son muy insaturados y presentan ácidos grasos como el EPA Y DHA que sólo se encuentran en los aceites marinos. Aceite de pescado y de ballena. (Alarcón, 2006)
3.6.
MATERIAS PRIMAS
Las sustancias a partir de las cuales se producen los aceites son semillas o frutos. En realidad, todas las semillas y frutos contienen aceite, pero sólo los llamados oleaginosos sirven para la producción industrial de aceite.
3.6.1. GRASAS DE ORIGEN VEGETAL Son las obtenidas por distintos procedimientos a partir de frutos o semillas sanas y limpias.
manteca de coco: procedente del fruto del cocotero (Coco nucifera L.)
adecuadamente refinada (color blanco o marfil) grasa de palmiste: obtenida de la semilla del fruto de la palmera (Elaeis
guinensis L.) adecuadamente refinada (color amarillo claro) (palm kernel oil) manteca de palma: obtenida de la pulpa del fruto de la palmera (Elaeis
guinensis L.) adecuadamente refinada (color amarillo rojizo). La pulpa contiene aprox. un 40% de aceite. Aprox. 20% de producción mundial. Procede del sudeste asiático: Malasia (50%) e Indonesia (25%) y de África (Nigeria) manteca de cacao: obtenida por presión de las
descascarillado o de otros
semillas del cacao
productos semidesgrasados derivados de estas
semillas (de pasta de cacao) 3.6.2. GRASAS ANIMALES Son las obtenidas por distintos procedimientos a partir
de depósitos adiposos de
animales en perfecto estado sanitario.
Manteca de cerdo: procede exclusivamente del tejido adiposo del cerdo sin otros componentes o contaminantes. Obtenida directamente o por fusión. Puede ser manteca en rama (o en pella),
manteca fundida o
manteca al vapor.
Grasa de cerdo fundida: se obtiene por fusión a partir de diferentes tejidos del cerdo.
Primeros jugos: se obtienen por fusión suave a
partir de tejidos de
animales bovinos.
Sebos comestibles: se obtienen por fusión suave a partir de tejidos de animales bovinos y pueden contener grasas de músculo y huesos.
Otras grasas animales: se obtienen de animales marinos, aves, caprinos, etc.
(http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/1TCAC%20JS%20Generalidades%20 aceites%20comestibles.pdf )
3.7.
PROCESO DE EXTRACCIÓN
3.7.1. ACEITES VEGETALES Preparación y acondicionamiento de las diferentes clases de semillas para la extracción
Limpieza.-
De las semillas a través de separadores magnéticos para eliminar cualquier fragmento de metal que pudieran contener, por flotación por aire, etc., para eliminar metales, suciedad, piedras y semillas extrañas.
Secado.-
Consiste en el ajuste de la humedad y temperatura idónea para las siguientes operaciones, generalmente se lo realiza en cilindros giratorios perforados atravesados por aire caliente. La humedad debe ser inferior a 8 - 10 %. El secado es importante para evitar la degradación del color el enranciamiento y la hidrólisis que generarían los ácidos grasos libres y deteriorarían tanto la materia prima como el producto.
Descascarillado.-
Cuando sea necesario, y separación de las cáscaras (se realiza por flotación en varias etapas). Se recomienda para producir aceite de alta calidad y aumenta la tasa de extracción a menores presiones. Algunas semillas son sólo descascarilladas parcialmente eliminándose las partículas de mayor tamaño. De esta forma se ayuda a la rotura de las paredes celulares a presiones no mucho más altas que para las semillas descascarilladas.
Trituración / Laminado.-
En algunos casos se realiza una trituración en molinos de rodillos. También se puede llevar a cabo la laminación directa de las semillas. Se utilizan laminadores de cilindros de superficie lisa. Se forman láminas o "copos" de bajo espesor. Esta trituración de las semillas o de la torta de prensado es una molienda gruesa para evitar la aparición de demasiadas materias finas en el aceite.
Extracción propiamente dicha de aceite vegetal
Tecnológicamente se pueden describir dos métodos de obtención de aceite vegetal.
L a e x t r ac c i ó n p o r p r e n s a s c o n t i n u a s o d i s c o n t i n u a s.- es
el procedimiento más antiguo
y el que tiene menores rendimientos. Partiendo de la preparación y acondicionamiento de las semillas el siguiente paso en la elaboración de aceites es la molienda o molturación de la semilla, la cual se realiza con molinos a martillos, cilindros o espolones. La finalidad de esta etapa es colapsar las estructuras vegetales para que el aceite sea liberado de la semilla. Los pasos a seguir son los siguientes: - las semillas ya molidas pasan a un acondicionador donde se obtienen una masa homogénea. - la masa pasa a una prensa de tornillo, que en un solo paso prensa la masa separando el aceite y dejando una "torta proteínica" - el aceite pasa a un tamiz vibratorio con el fin de proceder a una primera etapa de filtración de grandes impurezas - el aceite tamizado pasa a un filtro del que se obtiene el aceite crudo filtrado - la torta proteínica puede generar un extra de aceite siendo sometida a extracción por disolventes, o puede también destinarse a producir alimento equilibrado para animales. La extracción por solventes .-
el solvente empleado en la extracción es hexano
Para la extracción del aceite vegetal mediante esta técnica, los pasos a seguir son los siguientes: - las semillas molidas son trituradas en forma de rodillo - el rodillo pasa a un acondicionador para su homogeneización - el rodillo homogéneo pasa a un molino donde es en partes muy finas para facilitar la extracción - el rodillo dividido pasa a un extractor, donde es sometido a la acción de un disolvente de materias grasas, siendo el hexano el más utilizado en la industria moderna - el disolvente arrastra las grasas a un evaporador donde son separadas, en tanto aquel vuelve al extractor - la harina restante se lleva a un separador del disolvente para eliminarlo (http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites )
Grafica 3. Proceso de obtención de los aceites de semillas oleaginosas
Fuente: http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites
Proceso De Refinación
Desfangado.-
Eliminación de impurezas sólidas. Se realiza en centrifugas de descarga intermitente de sólidos. Su necesidad depende del tipo de proceso (en los procesos que incluyen extracción o separación de fases por centrifugación no suele realizarse)
Desgomado o Desmucilaginación.-
Consiste en la eliminación de mucílagos, gomas y resinas. Se consiguen eliminar principalmente fosfolípidos, la mayoría lecitinas, pero también se reducen los niveles de
proteínas, ceras y peróxidos del aceite crudo. La presencia de considerables cantidades de fosfolípidos puede conducir a aceites de color oscuro y pueden servir también como precursores de sabores desagradables. Se trata también de facilitar la desacidificación. Figura 1: Instalación de desgomado de aceites y grasas
Fuente: http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites El desgomado o desmucilaginación se puede realizar por insolubilización mediante hidratación (formación mucílagos), tratando el aceite crudo con una pequeña cantidad de agua (o con NaCl y agua) o mediante inyección de vapor y de ácido fosfórico (H3PO4) o cítrico, seguido de una separación en centrífuga de los fosfolípidos insolubilizados mediante la hidratación. Los aceites se desgoman a veces antes de la neutralización, ya que ésta se ve facilitada y cuando interesa la recuperación de algún compuesto; por ejemplo, la capa de emulsión de fosfolípidos que se obtiene a partir de aceites como el de maíz y soja es muy rica en lecitina, un emulgente muy usado en la industria alimentaria, por lo que se suele aprovechar comercialmente.
Desacidificación o neutralización.-
Los ácidos grasos libres y fosfátidos presentes en el aceite se reducen tratándolos con una solución acuosa de hidróxido sódico (sosa cáustica) o con carbonato sódico. La mezcla es agitada a una temperatura elevada y controlada durante un tiempo determinado, en tanques para proceso discontinuo o en mezcladoras en línea. En el caso de refinado discontinuo, la emulsión acuosa de abones formada por los ácidos grasos libres y la sosa, junto con otras impurezas, se deposita en el fondo del tanque, por donde se saca. En el caso del refinado continuo, la mezcla se separa por centrifugación. Tras este paso, el aceite neutralizado debe lavarse en profundidad con agua caliente, en agitadores de velocidad controlada para evitar emulsiones y separación en centrífugas con alimentación presurizada. Figura 2: Acondicionamiento, neutralización y lavado de aceites y grasas
Fuente: http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites Generalmente, los aceites refinados son neutros, sin sustancias que se separen con el calentamiento, de color más claro, menos viscosos y más susceptibles de sufrir rancidez. Después de la desacidificación los aceites son secados por calentamiento a vacío o mediante filtrado, antes de pasar a la decoloración.
Decoloración o blanqueado.-
Se trata de eliminar la coloración excesiva del aceite debida a la presencia de distintos pigmentos responsables de coloraciones no deseadas o excesivas en el aceite, como los carotenos, clorofila y derivados, xantofila, gosipol y derivados de oxidaciones del ?tocoferol. La decoloración se realiza por suspensión en el aceite de materiales adsorbentes. Estos materiales son distintos agentes blanqueantes, generalmente tierras o carbones absorbentes (carbón activo) y vapor de agua o con arcillas activadas (mezclas de arcillas, activadas por tratamiento con H2SO4). Los pigmentos son adsorbidos por los agentes decolorantes o blanqueantes y la separación posterior de estos materiales se realiza por filtración en filtros rotatorios y filtros prensa. El aceite retenido en los adsorbentes se extrae con un disolvente y se destila. Se emplean entre 1 y 2 kg de adsorbente por 100 kg de aceite. La decoloración a menudo aumenta la tendencia del aceite a la rancidez debido a que algunos antioxidantes naturalmente presentes en el aceite son eliminados con las impurezas.
Desodorización.-
El objetivo es eliminar distintos compuestos responsables de aromas no deseados en los aceites, o conseguir aceites sin olor ni sabores destinados a la producción de margarinas. Estos compuestos son principalmente aldehídos, cetonas, carotenoides, tocoferoles, ácidos grasos libres de cadena corta (como el butírico, isovaleriánico o caproico) y esteroles., y algunos compuestos azufrados. El proceso de desodorización se realiza mediante una destilación al vacío en corriente de vapor de agua o por destilación molecular. La utilización de sistemas continuos en este punto del refinado va aumentando cada vez más, en los que el aceite caliente va pasando a través de una columna en contracorriente con el paso de vapor. Se suele añadir cerca de un 0.01 % de ácido cítrico a los aceites desodorizados para inactivar metales traza como compuestos de hierro o cobre solubles que podrían provocar la oxidación y desarrollo de rancidez.
Winterización.-
La winterización se emplea para obtener un aceite de mayor nitidez, que no presente turbios (debido a la suspensión de un precipitado fino) durante el almacenamiento. Consiste en separar del aceite las sustancias con punto de fusión elevado (estearinas, glicéridos muy saturados, ceras y esteroles) que provocarían turbidez y precipitaciones en el aceite al encontrarse este a baja temperatura. Generalmente se realiza por enfriamiento rápido del aceite con agua fría o equipos frigoríficos, con lo que se consigue la cristalización de los compuestos que queremos eliminar. Estos sólidos (las “estearinas”) se separan de las “ oleínas” por filtración o
centrifugación. Típicamente, se somete al aceite a un enfriamiento rápido hasta 5ºC y se mantiene durante 24 horas.
Envasado.-
El aceite refinado es envasado principalmente en botellas de PET. La materia prima se seca, plastifica e inyecta en moldes de alta capacidad para producir preformas que luego se transformarán en la botella final durante el soplado. Para realizar el soplado las preformas son acondicionadas en un horno de lámparas de cuarzo, estiradas mecánicamente y luego sopladas con aire comprimido de alta presión en moldes de paredes refrigeradas que le confieren la forma final diseñada para cada botella. La principal causa de deterioro de los aceites es la oxidación, producto del contacto con el oxígeno del aire. Por tal motivo para extender la vida útil del producto se desplaza el oxígeno contenido en el aceite y en el interior del envase por un gas inerte. En general el gas empleado es nitrógeno, dado que además de no ser reactivo es abundante, poco soluble y no altera el sabor ni el aroma de los alimentos. Desde el punto de vista de su función se consideran Coadyuvantes de Tecnología. El nitrógeno se puede inyectar en las cañerías, a alta presión, en un proceso llamado stripping . Este agregado de gas inerte en forma de pequeñas burbujas, desplaza al oxígeno disuelto y previene las reacciones de deterioro. Otra alternativa es el agregado de nitrógeno líquido en el espacio de cabeza en el instante previo al cierre de la botella. El nitrógeno agregado se expande bruscamente desplazando al oxígeno y una vez tapada la botella genera una sobre presión interna que aumenta la
rigidez del envase. Este incremento de la rigidez redunda en una mejor apariencia del envase, previene el colapsado luego del enfriamiento del producto y reduce perdidas por daños durante el transporte y distribución. Con el mismo fundamento se emplea nitrógeno para inertizar los tanques de almacenamiento donde se deposita temporariamente el aceite. (http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites ) 3.7.2. ACEITES DE ORIGEN ANIMAL EXTRACCIÓN INDUSTRIAL
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.
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: 1) Disminuir la viscosidad de la grasa haciéndola más fluida. 2) Coagular y desnaturalizar las proteínas. 3) Disminuir la carga microbiana. La fusión se puede llevar a cabo de dos formas: a) En presencia de agua (fusión húmeda): Suele hacerse de forma continua en instalaciones compactas integradas. b) Fusión seca Tanto una como otra modalidad de fusión se pueden realizar de forma continua o 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 m 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.
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: A) Grasa con un bajo contenido en impurezas que se somete a enfriamiento y solidificación y B) 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: A) Grasa que sale fundida y purificada lista para su almacenamiento y que debe ser homogeneizada y enfriada. B) Sólidos con un bajo contenido en grasa que se puede unir al chicharrón para obtener más harina y C) Agua de colas que generalmente va al vertido. (http://higiene.unex.es/weborges/OTC/sebos%20y%20mantecas%20texto.pdf ) PROCESO DE REFINACIÓN
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 fosfolipidos, los jabones y algunos productos de oxidación.
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 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 vacio. 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.
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. (http://higiene.unex.es/weborges/OTC/sebos%20y%20mantecas%20texto.pdf )
3.7.3. ACEITES DE ORIGEN ANIMAL
Recepción de la materia prima
En zonas cercanas a poblaciones, el área de recepción debería estar cerrada para evitar escapes de olores y el sistema productivo organizado para evitar un almacenamiento prolongado. En todo caso, la materia prima debería estar protegida de la acción directa del sol.
Cocción-prensado
Se utiliza de forma exclusiva la cocción continua en seco tal como se ha descrito anteriormente. En esta operación existe un sistema de optimización del consumo energético derivado de la implantación de sistemas de recuperación de los condensados
del vapor de calentamiento en el cocedero y en la operación de secado. De esta forma se reduce el consumo energético y el impacto medioambiental global de la operación.
Separación aceite-solución acuosa
Para separar las fases sólida, acuosa y lipídica se pueden utilizar dos sistemas: · Centrífugas · Decanters Las centrífugas (concretamente de los modelos de 3 fases) constituyen el sistema de separación tradicional, ya sea utilizando un aparato o varios en serie. Actualmente esta tecnología se está complementando o sustituyendo por decanters, que cumplen la misma función separadora, aunque de forma más efectiva. El coste de inversión de los decanters es mayor que el de las centrifugadoras. Las decanters pueden ser de 2 ó 3 fases. Las de tres fases permiten separar en una misma operación los sólidos, aceite y agua, mientras que con las de dos fases se separan primero las fracciones sólida y líquida (aceite+agua) y posteriormente se vuelve a hacer otra separación con centrífuga o decanter de aceite y agua. Actualmente el 85% de las empresas tienen decanters de 2 fases y el resto disponen de decanters de 3 fases. Figura 3: Decanter de dos fases
Fuente:http://www.prtres.es/data/images/La%20industria%20de%20subproductos%20de %20origen%20animal-9EF41AF258214363.pdf
Concentración de las aguas de cola (stickwaters)
Las industrias reductoras de pescado que realizan la concentración de las aguas de cola para añadirlas posteriormente a las harinas de pescado (70% del total), utilizan el sistema de concentración por evaporación a baja presión y calentamiento del producto. El realizar esta operación supone: - un elevado consumo de energía térmica, necesario para realizar la concentración por evaporación - producción de olores durante la evaporación al arrastrar una serie de substancias volátiles que producen olor, y - un vertido de agua derivado del condensado de vapores que contienen alguna carga orgánica y olor. Para la condensación de estos vapores se utiliza agua de mar al estar, generalmente, las plantas de producción situadas en la costa. Las mejores Técnicas centran sus mejoras en la optimización del rendimiento energético de la operación de concentración por evaporación mediante la utilización de efectos múltiples. Figura 4: Evaporador de múltiples efectos
Fuente:http://www.prtres.es/data/images/La%20industria%20de%20subproductos%20de %20origen%20animal-9EF41AF258214363.pdf
Secado de la torta
Existen dos sistemas de secado de la torta prensada, el secador tradicional de corriente de aire caliente calentada con llama y el sistema de secado con vapor indirecto. El sistema tradicional es más económico desde el punto de vista energético, que el sistema de secado indirecto, pero con este último se obtienen harinas de mejor calidad debido a que las temperaturas alcanzadas durante el secado son menores. En las plantas industriales de nuestro país los sistemas de secado con llama han sido completamente desplazados por los sistemas de secado por vapor indirecto. Estos últimos constan de una carcasa giratoria metálica calentada indirectamente mediante vapor. Las mejoras tecnológicas medioambientales derivan de la optimización energética de la operación mediante un sistema de recuperación de condensados y la recogida de los vapores del secado.
Curado y Transporte final
En general, los embarques a granel están siendo desplazados por la utilización de grandes sacos de plástico de varias toneladas de capacidad (maxibag) o sacos de varias hojas de papel, de 40-50 kilos, que permiten reducir olores, polvillo, humedades, etc. Más recientemente, se elabora la harina en forma de pellets que permite un manejo más fácil y una disminución de los problemas de polvo.
3.8.
DIAGRAMAS DE FLUJOS DEL PROCESO DE EXTRACCION DE ACEITES
Figura 5: Proceso de obtención de aceite de palma
Fuente:http://www.fao.org/inpho_archive/content/documents/vlibrary/ae620s/pfrescos/PA LMADEACEITE.HTM
Figura 6: Proceso de obtención de aceite de soya
Fuente: Badui ,2006
Figura 7: Proceso de obtención de aceite de oliva
Fuente: http://olearum.t2v.com/documentos/articulos-79.pdf
Figura 8: Proceso de obtención de aceite de girasol
Fuente:http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/revista/ediciones/51/produ ctos/r51_10_Diagramas.pdf
Figura 9: Proceso de obtención de aceite de maíz
Fuente:http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/revista/ediciones/51/productos/r51_1
0_Diagramas.pdf
3.9.
EMPRESAS EN PERU
Industria S.A.
de
la
Palma Aceitera
Perú
S.A.
(OLPESA)
Oleaginosa
del
Oleaginosa
Amazónica
S.A
(OLAMSA)
Oleaginosa
Padre Abad
S.A.
(OLPASA)
Olivícola Don José S.A.C YAUCA-AREQUIPA-PERU
Valle Sur S.A.C – TACNA – PERU
Loreto y
San Martín
(INDUPALSA)
IV.
de
CONCLUSIONES Se dio a conocer los procesos de extracción y los factores que influyen en la extracción de aceites y grasas.
Se dio a conocer las pruebas de caracterización de aceites. (Índice de refracción, Densidad, Grado de acidez, Índice de peróxidos, Índice de Yodo)
V.
BIBLIOGRAFIA Grasas y Aceites Alimentarios. Steve Ziller. 1996. Introducción a la ciencia de los Alimentos. FENNEMA.
Badui,
2006.
Química
de
los
Alimentos.
Cuarta
Edición.
Pearson Educación, México, 2006. 262 – 29 p.
http://www.slideshare.net/JorgeSilvaYumi/capitulo-grasas-y-aceites
http://www.iiap.org.pe/promamazonia/SBiocomercio/Upload/Lineas/Documentos/5 41.pdf
http://es.scribd.com/doc/59207473/Extraccion-de-aceites-y-grasas
http://higiene.unex.es/weborges/OTC/sebos%20y%20mantecas%20texto.pdf
http://www.prtres.es/data/images/La%20industria%20de%20subproductos%20de% 20origen%20animal-9EF41AF258214363.pdf
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/1TCAC%20JS%20Generalidad es%20aceites%20comestibles.pdf