FACULTAD DE INGENERIA QUIMICA E INDUSTRIASALIMENTARIAS
ASIGNATURA: TECNOLOGIA DE ACEITES Y GRASAS DOCENTE: ING. ELENA CHAU. L. ALUMNAS: CASTRO RENTERÍA ASTRID CHAVEZ CABRERA DENISE GUEVARA BRAVO ELISA MORALES MORALES JUDITH SOSA SAAVEDRA JULIA
LAMBAYEQUE, JULIO DEL 2012
PRACTICA Nº 03 EXTRACCIÓN DE ACEITE DE COCO I.
OBJETIVOS: Aplicar las técnica de extracción de aceite de coco
II.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Aceite de coco El aceite de coco procede de la nuez de la palmera Cocus nucifera, nuez conocida mundialmente. El aceite de coco se puede extraer de la pulpa fresca, pero normalmente se extrae de la “copra”, palabra que deriva de khopra, la palabra india para coco, y que consiste en la pulpa del coco secada
al
sol
o
en
secaderos
artesanales calentados con fuegos de leña. El coco fresco tiene un contenido de aceite de alrededor del 23%, que se eleva al 65% en la copra.
El coco fruto del género de plantas de la familia de las palmáceas, tribu de las coccocas, representado raras veces por especies acaules. El cocotero árbol de donde se obtiene el coco, es uno de los árboles más útiles al hombre, pues todas sus partes, desde la raíz a las hojas, tienen aplicación, lo cual le ha valido el nombre de rey de los vegetales De la carne de los frutos maduros (copra), se obtiene el importante producto conocido con el nombre de aceite o mantéca de coco por expresión o por medio de una
extracción sólido-líquido haciendo uso de disolventes y el residuo (turtó de coco) representa un buen alimento para el ganado Los cocos en su forma natural contienen de 30 a 40 % de aceite y la copra de 65 a 75%, ésta se exprime en prensas expulsoras o de tornillo, luego el aceite se refina y si contiene de 1 a 12% de ácidos grasos libres se emplea en la fabricación de productos comestibles, el resto (un 60% del total) se emplea para la producción de jabones, alcoholes, detergentes sintéticos, plastificantes, productos de tocador y repostería.
El aceite de coco es muy rico en ácidos grasos saturados de longitud de cadena media. Dada su baja instauración, es una grasa muy estable químicamente. Se utiliza sobre todo en la fabricación de margarina y como grasa para repostería, y también para aplicaciones no alimentarias, como la fabricación de jabones. Fuente: http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/lipidos/vegcomunes.html
Obtención de Aceite de Coco Artesanal. Partir el coco para separar la concha de la pulpa, este paso se realiza manualmente, utilizando un hacha parten el coco por mitad y se pone al sol aproximadamente por tres días, luego se separa la concha y cáscara de carne o pulpa. Descascarado: Quitar la concha obteniendo coco pelado con una punta de pico o de madera, se perforar la cáscara y el extremo redondo del coco, luego se mueve para ir removiendo la por partes. También aplicando calor por unos cuantos minutos, con el fin de ayudar a separar la concha de la pulpa, luego sólo se quiebra la y se obtiene la carne. Separación del casco: El casco o cáscara se separa con el fin de obtener la carne o pulpa, que es la materia prima a utilizar para obtener el producto final. Pulpa o copra La separación de la cáscara de la pulpa Este proceso se puede realizar con un cuchillo curvo pues se obtienen mayores rendimientos de obtención de pulpa. Secado: El coco es secado al sol, pero se debe tener todas las precauciones necesarias para evitar la contaminación de éste con materias propias del ambiente como basura, insectos y polvo. El punto final se determina por la consistencia, quebradizo y seco pero a la vez agradable al paladar.
Rallado o molido La pulpa ya lista se ralla o se pasa por un molino de martillos para obtener un producto rallado o molido, se coloca en un recipiente con agua se deja en reposo por unos minutos, luego se forma una nata que se separa y se pone a cocinar hasta que seque todo el agua presente, se deja en reposo y luego se prensa en forma manual, pasando el aceite a través de una tela de liencillo utilizado como filtro o colador se estruja. a fin de obtener la mayor cantidad de aceite.
Proceso por Secado: Descascarado: Este paso se realiza manualmente, utilizando una estaca de madera o hierro afilado, fijada en la tierra. El coco se clava en la punta de la misma, para perforar la cáscara y el extremo redondo del coco, luego se mueve para ir removiendo la cáscara por partes. Autoclavado: Este proceso se realiza con el fin de ayudar a separar la concha de la pulpa, aplicando calor por unos cuantos minutos,
luego sólo se quiebra la
concha y se obtiene la carne. Separación del casco: El casco se separa con el fin de obtener la carne o pulpa, que es la materia prima a utilizar para obtener el producto final. Debe tratar de obtenerse el mayor rendimiento posible de carne entera para facilitar las operaciones posteriores.
Eliminación de la testa: Este proceso puede realizarse con un cuchillo curvo o con una máquina de pelado abrasivo. Parece ser que el modo más eficiente es el que utiliza cuchillo, pues se obtienen mayores rendimientos de obtención de pulpa.
Rallado:
La pulpa ya lista se pasa por un molino de martillos para obtener un producto de rallado estándar y calidad uniforme. Existen máquinas que se han diseñado para rallar el coco que se encuentra aún unido a la concha. Si se utiliza esta máquina se debe variar el proceso aquí descrito, pues no es necesario obtener la pulpa pura. Secado: El coco, por su composición, es un producto propenso al deterioro microbiano y la rancidez. Estas condiciones hacen que se tengan que utilizar estrictas medidas de higiene y temperaturas bajas para evitar pérdidas de sabor y olor, a la hora de efectuar el secado. El método más recomendado es el que utiliza la circulación de aire caliente por bandejas conteniendo el producto fresco, extrayendo el agua del mismo hasta obtener un producto con la humedad deseada. La temperatura óptima de secado es de 70 ºC , pues a esta se mantienen las características sensoriales propias del producto. Otras variables que se deben considerar es la velocidad de flujo de aire, espesor de la capa de coco a secar y tiempo de secado. Estas variables se deben definir en la práctica. El coco también puede secarse al sol, con secadores solares debidamente diseñados, pero se debe tener todas las precauciones necesarias para evitar la contaminación de éste con materias propias del ambiente como
basura, insectos y polvo. El punto final se determina por la consistencia, quebradizo y seco pero a la vez agradable al paladar, o bien por un análisis del contenido de humedad, utilizando una estufa y una balanza analítica. Prensado: Se realiza con una maquina especialmente diseñada para esta labor, del prensado de la copra se obtiene el aceite crudo de Coco. Empaque El material que mejor protege el producto final es el laminado (papel de aluminio y polietileno de baja densidad) o bien el triple laminado (poliéster, papel aluminio y polietileno).
Almacenamiento:
Debe mantenerse en ambientes de humedad relativa uniforme y no extrema. Si es muy alta puede rehidratarse, o si es baja (33%), el producto pierde peso, sea cual sea el tipo de empaque en que se tenga.
En Proceso Húmedo Es la extracción húmeda, el proceso inicialmente es igual al procesamiento en seco, hasta el proceso de rallado, y después de este se procede al prensado para la obtención de una emulsión o leche que luego es separado por efecto del calor, eliminando las trazas de agua obteniendo así el aceite rudo de coco, sin embrago un proceso Técnico mejorado que es la utilización de un centrifuga. Fuente: http://.cetic.edu.ve/files/ced/2006/rip_falcon/coco_v1.2/htm/aceitedecoco.htm
Propiedades Fisicoquímicas Del Aceite De Coco:
Color: de amarillo pálido a marrón
Olor: característico
Forma: sólida a 20ºC y líquida a 30ºC
Punto de fusión: entre 20 – 26ºC
Solubilidad en agua: insoluble
Densidad a 60ºC: 0.917-0.19 g/ml
Una de las propiedades más interesantes del aceite de coco es su composición de acido laúrico con propiedades antivíricas y bacterianas, aproximadamente en un 45.4% en peso, seguido del palmítico y mirístico y otros ácidos grasos de bajo peso molecular. El hecho de que a temperatura ambiente solidifique se debe al bajo peso molecular de sus glicéridos, y por su bajo grado de insaturación resiste mucho al enrranciamiento.
III.
MATERIALES Y METODOS: 3.1.- MATERIA PRIMA: Cocos 3.2.- MATERIALES Y EQUIPOS: Cuchillo Rayador Recipientes Paapel filtro Matraz erlenmeyer Prensa Equipo soxhlet
Balanza 3.3.- REACTIVOS: Hexano
3.4.- PROCEDIMIENTO: Pelar los cocos. Prensar el coco rallado empleando una prensa. El jugo obtenido separarlo en recipientes. Separación del aceite de coco por decantación o centrifugación. Para extraer el aceite residual que contiene la torta se emplea el método de Soxhlet.
METODO DE SOXHLET Secar la torta en la estufa a una temperatura de 60ºc. Secar el matraz en la estufa y luego pesarlo. Empaquetar la muestra en papel filtro y colocarlo en el cuerpo del Soxhlet. Agregar hexano destilado hasta que una parte del mismo sea sifoneado hasta el matraz. Conectar la cocina a baja temperatura. El hexano al calentarse se evapora y refrigeración con agua y cae sobre la muestra regresando posteriormente hacia el matraz por el sifón, arrastrando consigo la grasa. El proceso dura 3 horas Luego evaporar en un desecador.
IV.
RESULTDOS
a) El coco se corta y se ralla, para una mejor extracción del aceite. Este coco rayada se estruja.
b) Después de a ver escurrido el agua del coco rallado se obtiene un liquido de color blanco. A partir de este líquido se va a extraer el aceite por el método de decantación.
c) Se coloca el líquido en una pera decantadora
d) Se extrae el aceite obtenido
e) De un volumen de 50 ml del líquido de coco puesto en la pera de decantación se obtuvo un rendimiento de 10 ml de aceite de coco.
V.
CONCLUSIONES
Hemos obtenido aceite de coco por el método de decantación por solvente en este caso hemos utilizado el cloroformo. Hemos obtenido satisfactoriamente aceite de coco.
VI.
DISCUSIONES Existen diversos métodos de extracción los cuales son por
presión,
solvente y por sistema combinado, siendo el método de extracción de solvente la que se caracteriza por su mayor rendimiento, poco empleo de mano de obra y fuerza motriz. En la práctica aplicada utilizamos el método de extracción por presión, siendo el rendimiento bajo, posteriormente aplicamos el método de extracción por solvente, utilizando cloroformo, pudiendo obtener más aceite de coco según indica nuestro resultado. El hexano es el solvente más inofensivo para la salud y el que produce aceite más puro, siendo el cloroformo, el solvente utilizado para nuestra extracción, con fines demostrativos.
VII.
CUESTIONARIO
1. ¿Cuál es la composición del aceite de coco? ¿que ácidos grasos predominan?
COMPOSICIÓN DEL ACEITE DE COCO POR CADA 100 g. AGUA
0.00g
CALORÍAS
862 kcal
GRASA
100 g
HIERRO
0.04 mg
VITAMINA E
0.280 mg
PRINCIPALES ÁCIDOS GRASOS DEL ACEITE DE COCO POR 100 g Grasas saturadas
86.5 g
Ácido laurico
44.6 g
Ácido miristico
16.8 g
Ácido palmítico
8.2 g
Ácido caprilico
7.5 g
Ácido caprico
6g
Ácido esteárico
2.8 g
Ácido caproico
0.6 g
GRASAS MONOSATURADAS
Ácido oleico
GRASAS POLIINSATURADAS
Ácido linoleico
5.8 g 5.8 g 1.8 g 1.8 g
2. ¿Qué problemas se pueden presenta en la extracción de aceites de frutos? Durante el proceso de extracción de aceite ocurren problemas como son pérdidas que son inherentes al proceso y que es imposible anular, pero que debemos minimizar a fin de optimizar los rendimientos.
Estas pérdidas ocurren en los desechos sólidos y liquides que se producen y que son aproximadamente el 120 - 130 % del peso de fruta procesada. Las pérdidas más importantes ocurren en:
1. Esterilización: Es la primera etapa del proceso donde el racimo sufre una transformación. Es fundamental para los procesos siguientes y en gran medida la TEA depende de su correcto manejo.
Objetivo - Inactivar la enzima lipaza responsable del incremento en los AGL al hidrolizar el aceite. - Secar el punto de unión del fruto con el raquis para facilitar la separación en el desfrutado. - Ablandar el mesocarpio para permitir el rompimiento en la extracción de las celdas que contienen el aceite. - Coagular las proteínas y el material mucilaginoso evitando la formación de emulsiones que impiden la separación estática.
Condiciones Las condiciones que se deben garantizar para lograr un correcto esterilizado de los racimos son la temperatura, la presión y el tiempo. Dependiendo de la variedad de los racimos, de su tamaño y del grado de maduración, se deberán pre-establecer estas variables. La Fig. Siguiente nos muestra un ciclo de esterilizado de tres picos y los rangos en que se mueven los parámetros de presión y tiempos para los diferentes picos.
T1 = desaireado=................5 min. T2 = primer pico= ..............10 - 20 min. T3 = segundo pico=............10 - 15 min. T4 = tercer pico=................5 - 10 min. T5 = sostenimiento=..........40 - 50 min T = Período =.................70 - 100 min
El tamaño de la sección de esterilizado se recomienda que sea el doble de la capacidad del prensado, para realizar admisiones lentas de vapor en los dos primeros picos que permitan que todos los puntos del racimo alcancen la misma temperatura, al tiempo que demandan picos de vapor menos pronunciados a las calderas. Control del proceso Desaireado: Con la válvula de condensados totalmente abierta admitir vapor lentamente (Estrangulando la válvula de entrada) durante cinco minutos, para desplazar el aire frio presente en el esterilizador. Primer pico: Abrir la válvula de admisión y cerrar parcialmente la de condensados (l/2), para subir la presión en el interior a 25 PSI. Si se requiere un pico lento se debe restringir la admisión. Descargar el vapor sin despresurizar totalmente para evitar la entrada de aire. Segundo pico: Proceder idéntico al primer pico. Tercer pico: Subir la presión a 40 PSI abriendo la admisión y tener parcialmente abierta la válvula de condensados.
Sostenimiento: Cerrar la admisión y los condensados y mantener la presión en 40 PSI. Aprovechar cuando lo permita la operación de las otras autoclaves de la línea para restablecer la presión.
Pérdidas de aceite Las
pérdidas
que
se
presentan
en
el
esterilizado
ocurren
fundamentalmente por temperaturas y/o ciclos largos. El grado de maduración de los racimos es decisivo en las pérdidas de aceite que ocurren en esta sección. Estas pérdidas ocurren en los dos efluentes (uno líquido y otro sólido) y son las siguientes: - Aceite en condensados: Las temperaturas utilizadas (hasta 130-140 °C), son responsables de ablandar el mesocarpio de la fruta e incluso se alcanzan a romper algunas de las celdas que contienen el aceite, liberándolo y siendo arrastrado por el vapor que se condensa. Con el fin de realimentar los parámetros pre-establecidos del ciclo, debemos evaluar este residual de aceite diariamente, analizar los resultados y decidir al respecto. Una muestra representativa horaria con análisis una vez por turno deberá realizarse y determinar: Aceite en sólidos secos no aceitosos (A/SSNA). Sólidos secos no aceitosos en condensados (SSNA/Cond.) Condensados en racimo (Cond./RFF)
La norma establece un rango permisible para la pérdida de (0.15 0.18%). -
Aceite en raquis: Parte del aceite liberado es absorbido por las
espiguillas del raquis y escapa con el residuo sólido. Esta pérdida se ve incrementada en la estación de desfrutamiento y será tratada en la discusión de esa sección de la extracción.
2. DESFRUTAMIENTO • Objetivo Retirar la mayor cantidad de los frutos presentes en los racimos esterilizados. • Condiciones - Tambor desfrutador con las dimensiones acordes con la capacidad de proceso. La tabla siguiente muestra las dimensiones aconsejadas para diferentes tasas de proceso. TASA DE PROCESO
10.0
15.0
20.0
30.0
DESFRUTADOR
1600
x 1700
x 1800
x 2100
(L)
4500
5000
5000
5000
Ton / Hora
x
- Alimentación continúa de los racimos al desfrutador. Para ello se requiere la instalación de un variador electrónico de velocidad en el
alimentador o la instalación de un sencillo circuito que mediante censado del nivel de los digestores comande el encendido. - Deberá contar el sistema con un sinfín de retomo del fruto sobrante en los digestores para garantizar su llenado permanente. - Instalación de ángulos de retención utilizando perfiles en ángulo de 6", instalados en los 2/3 iniciales del tambor para ayudar al movimiento de los racimos. • Control del proceso - Para verificar la eficiencia del desfrutado se deberá realizar un conteo horario de 100 racimos vacíos y clasificarlos en bien o mal desfrutados. La eficiencia normal de la estación deberá estar en el rango (95-98 %). De acuerdo con los resultados obtenidos se revisarán los ciclos de esterilizado y el funcionamiento de la alimentación de racimos. - Revisión permanente del retomo de frutos provenientes de los digestores para graduar la velocidad de alimentación. Perdidas - Aceite en frutos adheridos: No todos los frutos del racimo son separados de los raquis originándose una pérdida del aceite contenido en ellos. A fin de estimarla, se debe seleccionar una muestra horaria con un método apropiado que garantice su representatívidad. Analizar una vez por turno y determinar en laboratorio: Porcentaje de fruto adherido en racimos vacíos (% FA/RV). * Porcentaje de aceite contenido en frutos adheridos (A/FA) Porcentaje de racimos vacíos en racimo fresco (%RV/RFF). ** * Evaluar una vez por mes para actualizar el resultado.
** Evaluar diariamente y actualizar el promedio. Con los anteriores valores podemos evaluar la pérdida en términos de la TEA usando la expresión: Perdida de aceite en frutos adheridos = A/FA x FA/RV x RV/RFF x 100 La norma establece un rango permisible para esta pérdida en el rango (0.03- 0.05%). Aceite en raquis: Durante el proceso de desfrutamiento los raquis entran en contacto con los frutos y con otros racimos, impregnándose de aceite que escapa con el residuo; deberá tomarse una muestra horaria representativa por turno y determinar los siguientes parámetros: Aceite en sólidos secos no aceitosos (A/SSNA). Sólidos secos no aceitosos en racimos vacíos (SSNA/RV). Racimos vacíos en racimo fresco (RV/RFF). Con los anteriores valores podemos calcular la pérdida en términos de la TEA utilizando la expresión siguiente: Pérdida de aceite en racimos vacíos = A/SSNA x SSNA/RV x RV/RFF x 100 La norma admite un valor para la pérdida en el rango (0.4-0.6 %).
3. EXTRACCIÓN Objetivo Mediante el prensado mecánico de las frutas romper las celdas que contienen el aceite para recuperar la mayor cantidad posible de él, evitando la rotura de las nueces.
Condiciones - Verificar el estado de desgaste de los brazos digestores y los barredores. Si las dimensiones presentan un desgaste mayor del 50% reemplazarlos. - Correcto funcionamiento del termómetro registrador de temperatura. Calibrar mensualmente en el homo termostatado del laboratorio. - Verificar el estado de desgaste de las partes sometidas a fricción de la prensa. Se aconsejan los siguientes periodos de recambio: Tornillos sinfines: Bajar para reconstrucción cada 500 Hrs. Canasta perforada: Invertir a las 1000 Hrs. y cambiar a las 2000 Hrs. Conos de prensado: Cambiar cada 2000 Hrs. - Suministro de agua caliente a 90 - 95 °C para diluir el aceite extraído. Control del proceso - Garantizar el llenado total y permanente de los digestores. - Mantener la temperatura de los digestores en el rango 92 - 95 °C. - Controlar la presión hidráulica en el rango 60 - 70 Bares. - Mantener el consumo de comente del motor a su máxima capacidad. -
Verificar que la torta saliendo de la prensa no presente almendra
molida. Pérdidas - Aceite en fibras: Durante el prensado algunas de las celdas que contienen el aceite no rompen ocasionando pérdidas de aceite en el residuo. Para evaluar y controlar la pérdida se debe tomar una muestra
representativa horaria y ser evaluada una vez por turno. A nivel de laboratorio se deben determinar los siguientes valores: Aceite en sólidos secos no aceitosos (A/SSNA). Sólidos secos no aceitosos en fibras (SSNA/Fibras). Fibras en racimo fresco (Fibras/RFF). Con los valores obtenidos calculamos la pérdida en términos de la TEA. utilizando la expresión: Perdida de aceite en Obras = A/SSNA x SSNA/Fibras x Fibra/RFF x 100 La norma establece una perdida permisible en el rango (0.5-0.6 %). - Aceite en nueces: Residuos de mesocarpio adherido al cuesco de las nueces, así como aceite impregnado en el cuesco ocasionan pérdidas de aceite. Para evaluar y controlar la pérdida, se debe analizar una muestra representativa horaria una vez por turno y determinar los siguientes valores: Aceite en nueces (A/Nueces). Nueces en racimo fresco (Nueces/RFF). * * Evaluar una vez por semestre. Con los valores obtenidos y la expresión siguiente se pueden determinar tasa pérdidas en unces en términos de la TEA.
Pérdida de aceite en nueces = A/Nueces x Nueces/RFF x 100 La norma admite una pérdida de aceite en nueces en el rango (0.050.06).
4. CLARIFICACIÓN Objetivo Recuperar la mayor cantidad posible del aceite contenido en el licor proveniente del prensado. Condiciones necesarias - Suministro constante de vapor a 3 At. Presión. - Suministro de agua caliente a 90-95 °C. - Un volumen del tanque separador primario o clarificador estático que permita un tiempo de retención hidráulico de 4-5 Hrs. - Una capacidad de centrifugado para los lodos aceitosos de 600 Its/Ton RFF. Control del proceso - Verificar diariamente el estado de las mallas de los tamices del tanque de crudo y de lodos. - Asegurar una temperatura en el recalentador de aceite de 95-98 °C. - Mantener una temperatura en el separador primario de 90-95°C. - Mantener una temperatura en el tanque de alimentación de lodos a las centrifugas de 95-100 °C. - Garantizar una dilución del aceite entrando al clarificador estático mínimo del 80%. (3 0-3 5 % de aceite en volumen). - Evitar a toda costa las purgas de desarenadores, clarificadores y tanques de lodos. Una purga por turno es suficiente y minimiza pérdidas.
Pérdidas - Aceite en lodos: Con la descarga de los lodos de la centrífuga escapa un aceite residual compuesto por gotas de aceite pequeñísimas, que no alcanzan a experimentar la suficiente fuerza de separación y gotas de aceite que se encuentran ocluidas en desechos celulares y que pueden significar una magnitud importante para la TEA. Para evaluar la pérdida y decidir sobre el proceso, se debe tomar una muestra horaria para se analizada en laboratorio cada turno y cuantificar los siguientes parámetros: Aceite en sólidos secos no aceitosos (A/SSNA). Sólidos secos no acetosos en lodos (SSNA/Lodos). Lodos en racimo fresco (Lodos/RFF). Con los anteriores valores podemos evaluar la pérdida en términos de la TEA, usando la expresión: Pérdida de aceite en lodos = A/SSNA x SSNA/Lodos x Lodos/RFF x 100 La norma permite un contenido máximo de aceite en los lodos de (0.40.5 %). EFICIENCIA DE LA EXTRACTORA Una vez cuantificadas las pérdidas en el idioma de la TEA podemos calcular la eficiencia del proceso utilizando la expresión: Eficiencia = (TEA obtenida / (TEA obtenida + Suma Pérdidas)) X 100 Una planta extractora se considera bien operada cuando su eficiencia se encuentra en el rango (92-94%).
VIII.
BIBLIOGRAFIA
J. Rosario Rivera Hernández (2001) .Extracción de aceite de coco a partir de la copra por medio de disolventes químicos. Conciencia Tecnológica, número 017, Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Aguascalientes, México. http://es.scribd.com/doc/63618397/Extraccion-de-Coco http://.cetic.edu.ve/files/ced/2006/rip_falcon/coco_v1.2/htm/aceitedecoco.ht m http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/lipidos/vegcomunes.html http://www.botanical-online.com/aceite_de_coco_composicion.htm http://eficienciarecupera.galeon.com/ http://books.google.com.pe/books?id=xFjGDCmLuKQC&pg=PA472&dq=ext racci%C3%B3n+de+aceite&hl=es&sa=X&ei=a3HhT6zpIYKo8QSJotXxAw&v ed=0CDgQ6AEwAA#v=onepage&q=problema&f=false
