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PI 345 A
OBTENCIÓN DEL ACEITE DE PALMA DE LA PALMA ACEITERA
ASPECTOS SOCIO-HISTORICOS
1. HISTORIA DE LA PALMA ACEITERA EN EL PERÚ
El interés por la Palma Aceitera en el Perú, data desde 1969 cuando a solicitud del
gobierno peruano, llega a nuestro país la Misión Técnica del Institut de Recherches pour
les Huils et Oleagineux – IRHO de Francia, con el objetivo de evaluar e informar respecto
de las posibilidades de establecer dicho cultivo en el Perú. Los resultados de dicha
evaluación concluyeron que la amazonía peruana reúne las condiciones agroclimáticas
adecuadas para el desarrollo de la palma aceitera. Desde entonces, se llevaron adelante
cuatro experiencias de palma: dos de origen estatal, una privada y, la más reciente, con
base en pequeños palmicultores asociados.
La primera experiencia, ocurre en el marco del proyecto de colonización Tingo María-
Tocache-Campanilla, cuando a partir de una plantación piloto, se crea en la provincia de
Tocache en el departamento de San Martín, la Empresa para el Desarrollo y Explotación
de la Palma Aceitera Sociedad Anónima – EMDEPALMA S.A, de propiedad del Estado.
Sus operaciones se inician en 1973 llegando a sembrar, hasta 1980, un total de 5,273
hectáreas. La producción industrial de EMDEPALMA S.A comienza en 1976 con la
instalación de una planta extractora con capacidad para procesar 20 tm de racimos por
hora, implementada en dos etapas de 10 tm cada una. EMDEPALMA S.A, se torna en
una empresa exitosa llegando a registrar en 1980 una producción de 5,100 tm de aceite
crudo; sin embargo, a mediados de esa década EMDEPALMA ingresa a un período de
crisis administrativa y financiera provocada inicialmente por la escasez y el aumento de
los costos de mano de obra por cuanto era absorbida y mejor remunerada en las
actividades ilícitas relacionadas con el narcotráfico, así como también, por el aumento de
los gastos administrativos provocado por una excesiva burocracia que caracterizó a las
empresas del Estado por ese entonces. Esta situación se vio agravada por las acciones
del terrorismo que elevaron significativamente los gastos operativos de la empresa.
EMDEPALMA S.A suspendió sus operaciones en los primeros años de la década del
noventa cuando el gobierno decide mediante Resolución Suprema No. 404-93-PCM de
fecha 8 de setiembre de 1993, incorporarla al proceso de privatización de empresas del
Estado. Durante el proceso de liquidación de la misma, los beneficios sociales de sus
trabajadores, representados hoy por la Asociación Central de Palmicultores de Tocache –
ACEPAT, fueron cancelados con la entrega de 2,809 hectáreas de cultivo, además de
viviendas en los campamentos, maquinarias y herramientas; otras 1,233 hectáreas fueron
vendidas a pequeñas empresas particulares y un total de 1,397 hectáreas que no
pudieron ser vendidas fueron transferidas al Ministerio de Agricultura.
Dado los buenos resultados obtenidos por EMDEPALMA en sus primeros años de
operación, capitales privados constituyen, en 1979, Palmas del Espino S.A de propiedad
del grupo Romero, ubicada también en la provincia de Tocache. Las primeras obras de
movimiento de tierras comenzaron en abril de 1981 y hasta la fecha se han instalado
6,400 hectáreas, de las cuales, el 72% se encuentran en producción y el 28% en
crecimiento. Industrias del Espino S.A procesa la producción obtenida de estas
plantaciones conformando el complejo agroindustrial más moderno y exitoso del país.
Más adelante, a principios de La década del 80, en el departamento de Loreto se inicia el
segundo proyecto estatal de palma aceitera. En el marco del Convenio de Cooperación
Técnico Económico suscrito en julio de 1981 entre la Corporación de Desarrollo de Loreto
y EMDEPALMA S.A, localizándose 10,600 hectáreas aptas para el desarrollo de la palma
aceitera en la zona del río Manití - Quebrada de Paparo en la provincia de Maynas. Con
este proyecto, se Lograron instalar 702 hectáreas y, en enero de 1989, se constituye la
empresa CORDEPALMA S.A., La misma que en marzo de 1990, se transforma en la
Empresa Regional de Palma Aceitera - EMREPALMA S.A., la cual no tendría mucho
tiempo de vida por cuanto, al igual que EMDEPALMA, sería incorporada en el programa
de privatizaciones de empresas del Estado. Luego de algunos intentos por privatizarla
entre 1993 y 1994, EMREPALMA fue disuelta procediéndose a su liquidación. Hoy, la
Comisión Especial de Privatización de Tierras - CEPRI Tierras, en coordinación con la
Unidad de Desarrollo de la Amazonía, está llevando a cabo un esquema piloto para
transferir al sector privado 15,532.62 hectáreas mediante la venta de activos a través de
una subasta pública internacional.
Mientras tanto, paralelamente a La creación de EMREPALMA S.A, en la provincia Coronel
Portillo en el departamento de Ucayali, Las Sociedades Agrícolas de Interés SociaL -
SAIS Pachacútec y SAIS Pampa (empresa de La SAIS Túpac Amaru) inician a partir de
1988, La siembra de 600 hectáreas aproximadamente sin Lograr mayores extensiones
que favorezcan su desarrollo agroindustrial por cuanto se prestó mayor atención a la
extracción de madera que generaba ingresos inmediatos al agricultor y constituía una
actividad menos riesgosa en el contexto de violencia política que se vivía por esa época.
Finalmente, con los nuevos impulsos en La lucha internacional contra el narcotráfico y,
superado el problema del terrorismo, la cooperación internacional con apoyo de los
gobiernos regionales fomentan el desarrollo rural alternativo basado en la promoción de
alternativas económicas licitas, viables y sostenibles con mercado interno y externo
seguros y con potencial para generar eslabonamientos industriales y estimular la
organización empresarial de Los campesinos.
Así, con fondos provenientes de Las Naciones Unidas, el Fondo Contravalor Perú -
Canadá y con el apoyo decidido del Gobierno Regional de Ucayali y la Dirección Regional
Agraria, se inicia a partir de 1991 un nuevo proyecto agroindustrial de palma aceitera que
contempla la instalación de 1,300 hectáreas, la organización de los productores en el
Comité Central de Palmicultores de Ucayali - COCEPU y la inauguración de una planta
extractora en Neshuya, administrada por la empresa Oleaginosas Amazónicas S.A.
OLAMSA de propiedad deL COCEPU.
Este proyecto constituye un núcleo de los varios que está impulsando el Programa de las
Naciones Unidas para la Fiscalización Internacional de Drogas-PNUFID como Los
proyectados para la zona de Aguaytía en ese mismo departamento y el distrito de Pongo
de Caynarachi en el departamento de San Martín.
2. ESTABLECIMIENTO DE UNA PLANTACIÓN DE PALMA
El material genético utilizado para establecer una plantación de palma aceitera es la
semilla botánica germinada procedente de Costa Rica y/o África. El tiempo Transcurrido
desde la adquisición de la semilla, germinación, previvero hasta el desarrollo de los
plantones en vivero es de aproximadamente 19 meses. La preparación del terreno para la
siembra debe programarse aproximadamente seis meses antes del trasplante en campo
definitivo. Las prácticas que se adopten para la preparación del terreno varían en función
al tipo de vegetación existente, a la tecnología y equipos disponibles, condiciones
climáticas, etc., cualquiera que sea el método utilizado debe procurarse no deteriorar las
condiciones físicas del suelo con el fin de asegurar una buena producción.
El terreno a preparar puede ser bosque virgen, bosque secundario o purma, o un pastizal
antiguo. Los trabajos deben iniciarse al final de la época lluviosa para asegurar una mejor
eficiencia de la maquinaria que se utilice. Luego de realizar las labores de rozo, tumba,
apile, quema, destoconado, rastra, etc. es indispensable para el desarrollo de la palma la
siembra de cobertura, la cual evita la degradación del suelo por efecto de la erosión
producida por las lluvias y también por la insolacion, aumenta el contenido foliar de
nitrógeno, fósforo, potasio, y manganeso, aumenta significativamente la producción de
racimos, mejora la porosidad y permeabilidad del suelo y reduce los costos de
mantenimiento porque evita el crecimiento de malezas y la generación de semillas. La
leguminosa mas utilizada como cobertura es el kudzu (pueraria spp), la semilla del kudzu
se obtiene de la zona y por hectárea se requieren aproximadamente 10 kg de semilla.
Una vez preparado el terreno y sembrada la cobertura se procede al estacado, es decir, a
la señalización con estacas de los puntos donde se sembrarán las plantas. La delimitación
de la parcela debe considerar 10 a 20% más del área que se sembrará a fin de suplir las
áreas que no se utilizan por la presencia de drenes naturales, charcos, etc. La densidad
de siembra es de 143 plantas por hectárea. La experiencia indica que un agricultor puede
conducir una parcela de palma de un tamaño mínimo de 5 hectáreas y máximo de 10 para
que constituya una actividad socio económicamente viable.
3. MANTENIMIENTO DEL CULTIVO
Una vez instalada la palma en campo definitivo, las labores de mantenimiento durante el
período de desarrollo del cultivo (dos años adicionales) son sumamente importantes para
el rendimiento futuro de la plantación. Por el distanciamiento entre planta y planta (9 x 9) y
por el mismo sistema de conducir palmas a campo abierto, siempre se tendrán problemas
de competencia con diferentes tipos de malezas, ya sean éstos dentro de los círculos o en
las interlíneas. En los primeros años de vida de las plantaciones, las rondas de
mantenimiento de los círculos son más frecuentes, es decir, de por lo menos 6 rondas por
año; sin embargo, cuando las plantas ya son más adultas y sus copas altas proporcionan
sombra, las rondas se reducen a 2 ó 4 por año. La frecuencia de rondas para el
mantenimiento de líneas o calles depende mucho de la cobertura que se tenga dentro de
la plantación, si ésta es deficiente, el número de rondas necesarias para mantener las
calles limpias de malezas ser de 6 rondas anuales como mínimo, mientras que si se tiene
una buena cobertura que domine rápidamente a las malezas, incluyendo las arbustivas
que se desarrollan en las calles, las rondas se reducirán a 2 ó 4 por año.
En cuanto a la polinización de la palma, ésta se realiza con la ayuda de insectos
polinizadores. En Perú existen los Elaeidobius y los E. Kamerunicus gracias a los cuales
se obtienen racimos que contienen 95% de frutos normales y que dan una extracción
promedio de 23% de aceite.
Por su parte, los trabajos de abonamiento o fertilización requieren especial atención por
cuanto la palma aceitera elabora durante todo el año una considerable cantidad de
material vegetal. Una hectárea de palma que produzca 24 TM de racimos al año
requerirá: 90 a 95 kg de nitrógeno; 10 a 12 kg de fósforo, 90 a 95 kg de potasio, 18 a 20
kg de magnesio, 20 a 21 kg de calcio.
4. INDUSTRIALIZACIÓN DE LA PALMA
El aprovechamiento de la palma es posible mediante procesamiento industrial. De ella se
extraen dos tipos de aceites: a) el aceite de palma y b) el aceite de la almendra de
palma o palmiste. A partir de ellos, se obtiene una amplia gama de productos que son
utilizados tanto para consumo humano como para la industria ya sea como producto
terminado o como materia prima.
El aceite de palma se emplea para la elaboración de mantecas, margarinas y aceites que
son utilizados para panadería, pastelería, confitería, chocolatería, heladerías, frituras, etc.
El aceite de palmiste es un aceite láurico, con características similares a las del aceite
de coco, lo que lo convierte en un excelente sustituto para la elaboración de jabones; de
la harina de palmiste se elaboran concentrados para aves, cerdos y ganado bovino. Una
de las ventajas de utilizar La fracción sólida del aceite de palma (estearina) para la
producción de manteca y margarina es su alto contenido de sólidos que en su elaboración
elimina la necesidad de hidrogenar el aceite, bajando los costos de producción y evitando
la formación de ácidos grasos trans, que son dañinos para la salud, por lo que muchos
países han puesto limitaciones al proceso de hidrogenación.
Una de las ventajas de utilizar la fracción Líquida del aceite de palma (oleína) en la
producción de aceite para freír es su gran resistencia a la oxidación, lo que proporciona
menos deterioro del aceite en la freidora, dando un mayor rendimiento y más tiempo de
vida en aquel a los productos finales.
El proceso industrial al que se somete la palma para su aprovechamiento tiene tres
etapas:
a) la extracción
b) La refinación y
c) eL fraccionamiento.
Durante la extracción, los racimos de palma son esterilizados cocinándolos a elevadas
temperaturas para luego separar las frutas de los racimos por medio de un desfrutador.
Estas frutas son agitadas a fin de descomponer las células que contienen aceite para que
en seguida puedan ser sometidas al prensado. El aceite en bruto que se obtiene se
recoge y se tranza para reducir Las partículas sólidas grandes. El aceite ya tamizado es
clarificado por decantación natural donde se separa del aceite el agua y lodos. Del lodo
resultante se puede obtener más aceite agregando más agua caliente y centrifugándolo
para completar la separación. Finalmente, se seca en una secadora al vacío.
La inversión industrial para el procesamiento de la palma puede limitarse a esta primera
etapa de extracción para la obtención del aceite crudo, el cual puede ser comercializado
como insumo intermedio para las plantas refinadoras. La inversión en una planta
extractora no debe ser muy grande por cuanto los costos de transporte de los racimos se
eleva rápidamente. Tampoco es conveniente sacrificar inversión por eficiencia. Al
respecto, existe consenso entre los especialistas que un tamaño óptimo es el de plantas
modulares de 20 toneladas de racimos por hora para una plantación de aproximadamente
4,000 hectáreas.
El aceite crudo de palma obtenido de la extracción es luego sometido a un proceso de
refinación. Este consiste en suprimir a través de un proceso de neutralización,
desgomado, decoloración y desodorización, la acidez, gomas, pigmentos, olores y
sabores no deseados. Como resultado de este proceso, el contenido de ácidos grasos
libres, calculado como ácido palmítico no debe superar el 0.1%; la cantidad de
carotenoides que le dan el color rojo al aceite se reduce hasta un punto en el que medido
por el tintómetro de Lovinbord en células de 5.5 pulgadas, el color no exceda a 20 en La
escala del rojo. Los constituyentes no oleosos como las gomas y trazas de metal son
también eliminados, especialmente el hierro que actúa como prooxidante y afecta
fuertemente la estabilidad del aceite refinado. Durante la desodorización, se eliminan los
peróxidos y productos de oxidación secundaria (aldehídos y cetonas) desapareciendo los
olores y sabores propios del producto pero que no gustan para el consumo humano
directo.
La refinación puede realizarse mediante dos métodos: el físico y el químico.
La diferencia entre uno y otro proceso radica básicamente en los costos que son más
elevados con el segundo método por cuanto las mermas oscilan entre el 8 - 12%,mientras
que con la refinación física éstas alcanzan el 3% ,asimismo, se diferencian por los efectos
que sobre la salud pudieran provocar los desechos tóxicos dejados durante la refinación
química.
El aceite refinado, blanqueado y deodorizado (RBD) así obtenido, es un producto
semisólido que requiere ser sometido a un proceso de fraccionamiento a través del cual,
mediante cambios de temperatura, se separa la fracción líquida (oleína) de la fracción
sólida (estearina). Dependiendo del mercado a abastecer, el fraccionamiento puede ser
de un 70% de oleína y un 30% de estearina o de 50-50%.
INGENIERÍA DE PROYECTOS
ESTUDIOS PRELIMINARESEl aceite de palma se presenta como una alternativa importante para los países
importadores de materia de grasa comestible y ello por su gran disponibilidad en el
mercado mundial, su bajo costo (solamente es mas económico el aceite marino) su buena
estabilidad y gran versatilidad de sus aplicaciones.
ESPECIFICACIONES TÉCNICASMateria Prima: Ejemplo: La materia prima a utilizar es el aceite crudo que extrae y comercializa la
empresa Oleaginosas Amazónicas S.A (OLAMSA)
Las características de este aceite crudo son las siguientes:
Acidez (%) : 2.7 – 3.2
Humedad (%) : 0.01 – 0.3
Impurezas (%) : 0.1 – 0.2
Densidad : 0.95 – 0.98
Contenido vitamínico:
Carotenos (mg/100g) 122.60
Vitamina A (UI/g) 270.11
Vitamina E (mg/100g) 27.40
Componentes de ácidos grasos (%)
Ac. Laurico: 0.04
Ac. Mirístico: 0.92
Ac. Palmítico: 42.19
Ac. Palmitoleico: 0.15
Ac. Esteárico: 4.80
Ac. Oleico: 39.13
Ac. Linoleico: 11.94
Ac. Linolenico:0.3
Ac. Araquidónico: 0.4
Ac. Gadolaico: 0.13
Ac. Grasos saturados: 48.35
Ac. Grasos monoinsaturados: 39.41
Ac. Grasos poliinsaturados: 12.24
INSUMOS:
Acido fosfórico: Es un líquido brillante, incoloro claro, inodoro ó sólido cristalino
transparente, dependiendo su estado de la temperatura y de la concentración que se
encuentra a 20°C y una concentración de 50% y 75%
El ácido se presenta como un líquido movil a una concentración de 85%. Se presenta con
una consistencia viscosa y a una concentración de 100% Se presenta en forma de
cristales
Acido Cítrico: (acido 2-hidroxi-1,2,3-propen-tricarboxilico o acido -hidroxi tricarboxilico),
es un sólido cristalino, traslúcido, incoloro, inodoro ó polvo blanco que tiene un sabor
ácido fuerte, la forma hidratada es fluorescente al aire seco. Se obtiene por fermentación
degradante de carbohidratos. o extracción a través de frutas cítricas.
Tierra decolorante de Pigmentos para aceites y grasas: Estas tierras son utilizadas para la
decoloración del aceite crudo, es decir la eliminación de las sustancias colorantes a
utilizar en la planta de refinación y fraccionamiento deben cumplir las siguientes
condiciones:
No deberán ceder al aceite sustancias que puedan modificar sus características
y/o contaminarlo.
Se deben almacenar en lugares limpios y secos, manteniéndolas a una
temperatura y humedad relativas adecuadas.
Envasado: En envases de PP y PE A y BD
OPERACIONES INVOLUCRADAS EN EL PROCESO
Las operaciones comunes en todo proceso de refinación son:
Neutralización.
Decoloración.
Desodorización.
Se emplean otros procesos antes y después o a veces durante las operaciones (como por
ejemplo desgomado, filtración, etc.). Su necesidad es función del tipo de aceite, del uso
previsto para el aceite refinado, de la calidad o especificaciones no convencionales del
aceite crudo.
Las operaciones comunes como la neutralización, decoloración y desodorización pueden
a su vez seguir dos caminos:
Refinado Químico (Clásico)
Refinado Físico
REFINACIÓN QUÍMICA:Es el método clásico, en el cual se realiza la neutralización del aceite mediante soda
cáustica y con separadores centrífugos, la decoloración y la desodorización. A nivel de la
neutralización se produce la separación de los ácidos grasos, lo cuál ocasiona pérdidas
de aceite, contaminación de aguas y gastos mayores de funcionamiento.
Para la realización del Refinado Químico de aceite de palma son necesarias varias
etapas, las cuales se presentan a continuación :
a. DesgomadoCon este proceso se busca eliminar materias en suspensión coloidal, ya sea fosfátidos
(cefalina, lecitina), hidratos de carbono, mucílagos, complejos proteicos. La evaluación del
proceso se realiza tomando en cuenta el porcentaje de disminución del fósforo
proveniente de los fosfolípidos presentes en el aceite desgomado con respecto al
contenido en aceite crudo.
b. NeutralizaciónEn esta operación se intenta disminuir el contenido de ácidos grasos libres, restos de
fosfolípidos, algunos pigmentos insolubles en aceites y solubles en agua. La evaluación
del proceso se realiza determinando el índice de ácidos equivalente a la cantidad de
ácidos grasos libres presentes.
Con los lavados consecutivos a la neutralización se busca eliminar cantidades de jabón
formadas y se evalúa determinando la cantidad de jabón presente.
Luego se efectúa un secado para eliminar las trazas de humedad restantes, hasta llegar a
contenidos aceptables (aproximadamente 0,1 %).
c. Decoloración o BlanqueadoCon este proceso se busca eliminar pigmentos, carotenos principalmente, y productos de
oxidación, así como los últimos restos de jabón que hubieran podido quedar. El proceso
es evaluado por la determinación de color en el colorímctro Lovibond, siendo fundamental
la evaluación en la escala roja.
d. DesodorizaciónEn esta etapa se busca eliminar productos de oxidación y de descomposición que dan
olor y sabor desagradables al producto, como cetonas, aldehídos, algunos esteroles y
resinas, así como mono y diglicéridos.
REFINACIÓN FÍSICA:Este proceso conlleva un pretratamiento para eliminar los mucílagos e impurezas, la
decoloración y la neutralización -desodorización para destilar, por arrastre de vapor, los
ácidos grasos libres. A continuación se describen las etapas que comprende este
proceso:
a. Pre-tratámiento: desgomadoEl desgomado abarca dos etapas, húmeda y seca, en el caso de los aceites insaturados y
una sola (seca) para procesar los aceites saturados. Estas dos etapas del desgomado
persiguen el mismo objetivo, a saber: la eliminación de los fosfátidos -de los cuales
algunos son naturalmente hidratables y otros no - y del hierro, contenidos en el aceite
crudo, mezclándolo con ácido y agua. Esta operación produce dos efectos:
Hidrata los fosfátidos no hidratables y convierte después los fosfátidos no
hidratables y los naturalmente hidratables en un estado que permite su separación
por centrifugación. En la primera etapa, se separa la mayor parte de los
componentes indeseables.
La segunda etapa elimina los últimos residuos de fosfátidos y hierro por simple
contacto con un ácido, como en la primera etapa, pero en este caso, la mezcla no
se clarifica. Fluye a través de la sección de decoloración en la que la acción
combinada del ácido y la tierra decolorante tiene un resultado muy satisfactorio.
Todas las impurezas son recuperadas en los filtros que acaban la operación de
decoloración.
b. DecoloradoEl objeto dc la decoloración es separar la mayor parte de los pigmentos colorantes por
adsorción con tierra decolorante.
Esta tierra también separa componentes indeseables como son los metales residuales,
jabones y oxidantes. Se obtienen resultados óptimos en decoloración bajo vacío medio ya
una temperatura de unos 90°C. El proceso incluye tres etapas:
Mezcla inicial del aceite con la tierra decolorante.
Calentamiento bajo vacío con vapor vivo para asegurar un contacto perfecto entre
el aceite y la tierra.
Filtración en filtros herméticos de membranas con telas de acero inoxidable,
seguida de una filtración de pulido; para lograr eliminar, absolutamente cualquier
partícula indeseable.
El decolorador consta de dos cuerpos. La mezcla del aceite y tierra es aspirada en primer
lugar en la parte superior para su calentamiento. Este procedimiento garantiza la perfecta
desgasificación del aceite y de la tierra, lo que es vital para la adsorción completa en los
filtros. La mezcla se introduce a continuación en el decolorador.
Las paredes verticales del mismo canalizan la mezcla uniformemente y aseguran un
tiempo de estancia definido en condiciones muy precisas como, por ejemplo, la adsorción
de los pigmentos bajo una intensa inyección de vapor vivo.
A continuación, el aceite es filtrado y mantenido bajo vacío para prevenir cualquier
oxidación en este punto. Una bomba lo impulsa a través de un filtro de pulido que sirve de
seguridad adicional antes de la prosecución del proceso de refinación.
Después de la filtración, el aceite contenido en la torta de tierra se recupera con vapor. La
descarga automática por vibradores no requiere ninguna operación manual.
c. DesodorizaciónEn la mayoría de los caos, la desodorización es la última etapa en una unidad de
refinación de aceites vegetales. Tiene por objeto eliminar del aceite las sustancias sápidas
y odoríferas. En el caso del refinado físico. Se eliminan los ácidos grasos libres para
producir un aceite neutro con unas características físico-químicas que aseguren una
estabilidad duradera.
La desodorización incluye tres etapas:
Calentamiento – Desgasificaciòn
Desodorización – arrastre con vapor
Recuperación de calor – enfriamiento
Calentamiento – DesgasificaciónEl aceite a desodorizar es bombeado a través de un intercambiador de calor, en el cual es
precalentado mediante el aceite desodorizado. Seguidamente, el aceite es calentado a la
temperatura de desodorización en un aparato mantenido bajo vacío, dotado de
serpentines de alta temperatura y equipado de un sistema de agitación de vapor vivo.
Este dispositivo asegura una turbulencia constante alrededor de los serpentines, lo que
favorece el intercambio térmico.
DesodorizaciónEl desodorizador trabaja bajo una presión de cerca de 3 mbar y está previsto de una serie
de dispositivos de inyección de vapor vivo. Se inyecta el vapor por medio de coronas
dispuestas de modo uniforme en cada compartimiento para asegurar una agitación
intensa en cada punto del desodorizador y una igual distribución del vapor sobre la
superficie del aceite.
En ciertos casos, los compartimientos están provistos de bombas que toman
sistemáticamente el aceite del fondo hasta la superficie, lo que aumenta el área de
contacto del aceite con el vapor.
EnfriamientoEl enfriamiento se realiza bajo vacío por simple intercambio de vapor. Puede ser
interesante mencionar que todas las descargas de aceite se hacen por gravedad.
Ventajas de la Refinación FísicaEsta técnica se ha difundido mucho y cada día se esta utilizando más por las ventajas
económicas que presenta frente a plantas clásicas de refinación con solución alcalina
(refinación química). Cabe destacar que este tipo de proceso se ha mostrado muy
interesante para aceites fácilmente decolorables, entre los que se encuentra el de palma,
cacahuate, girasol, etc, además de aquellos que presentan buena calidad.
Refinando una sustancia grasa con solución de hidróxido sódico (refinación química), y
aún disponiendo de las mejores plantas de neutralización, el índice de pérdida difícilmente
será inferior a 1.4% por cada tanto por ciento de pérdida Wesson. Con refinación física es
posible llegar a valores de 1,05 – 1,1 por 100.
Otra ventaja se debe al hecho que mientras con la soda los ácidos se transforman en
soluciones jabonosas, que deben someterse a sucesivos tratamientos para dar oleínas
con acidez alrededor de 70%, con el proceso de refinación física se obtiene directamente
ácidos grasos destilados del 90 – 95% de acidez.
En el tratamiento físico, al ser eliminada la etapa correspondiente a la neutralización
alcalina, desaparecen también las pérdidas de producto que acompañan a las pastas
resultando de esa etapa. Además al recuperar los ácidos grasos en forma de un destilado
y no como pastas, se obtiene un subproducto de más valor económico.
FraccionamientoEl fraccionamiento es un proceso de modificación de las materias grasas, en el cual son
separados los triglicéridos de alto y bajo punto de fusión llamados estearinas (fracción
cristalizada) y oleínas (fracción líquida).
La mayoría de los aceites pueden ser fraccionados, ya sean crudos, refinados o
modificados (después de hidrogenación parcial y/o interesterificación).
Este proceso tiene variadísimas aplicaciones, ha sido empleado en la escala industrial
desde hace tiempo, sobre una gran variedad de materias grasas:aceite de palma, ácidos
láuricos (palmiste y coco), sebo de vacuno, aceites vegetales sin hidrogenar (maravilla,
algodón) e hidrogenado (soja, maravilla, coco, palma, palmiste, pescado, etc.).
En el Cuadro 35 se pueden apreciar los principales aceites y grasas que son sometidos al
proceso de fraccionamiento:
Cuadro: PRINCIPALES ACEITES y GRASAS SOMETIDOS AL PROCESO DE FRACCIONAMIENTO
Aceites Vegetales Grasas Animales
Aceite de palma Sebo
Aceite de Soja (parcialmente hidrogenado) Grasa de cerdo
Aceite de colza (parcialmente hidrogenado) Grasa de leche
Aceite de Palmiste Aceite de pescado
Fuente: De Smet; (2000)
Aplicaciones:
Industria alimentaria
Aceites para ensaladas y aderezos (oleína)
Margarinas
Aceites para cocina / frituras
Confituras (reemplazantes de manteca de cacao)
Pastelería, productos de panadería
Cosméticos / Industria farmacéutica
Oleoquímica
Industria química
Etapas básicas del proceso de fraccionamiento
El fraccionamiento comprende tres pasos:
a.- Formación de núcleos cristalinos:
Los núcleos se forman por agrupación de varias moléculas de triglicéridos, las que
permanecen juntas en el líquido sobresaturado. Aquí se conjuga la energía cedida por el
cambio de estado de la cristalización, con la energía absorbida por el crecimiento de la
superficie del cristal. Aún así el aumento de temperatura durante la maduración refleja la
liberación de energía debido ala cristalización.
La nucleación se ve acelerada por la presencia de algún sólido en el líquido
sobresaturado.(Ejemplo: tierra de diatomea, polvo o humedad).
b.- Maduración o crecimiento de cristales:La cristalización se produce en tomo a estos núcleos o semillas y la tendencia natural dcl
proceso es derivar al tipo de cristalización más estable, la que da el mayor punto de
fusión, es decir la forma Beta. Sin embargo de las tres formas más comunes de
cristalización de los triglicéridos, Alfa, Beta Prima y Beta, se busca obtener para el
fraccionamiento la forma intermedia, la forma Beta Prima.
Como los cristales de los triglicéridos no son puros, mantienen dentro de las estructuras
sólidas, cantidades variables de oleína o triglicéridos líquidos, ocluidos, que no se separan
de los sólidos, afectando de esta manera el rendimiento del proceso de filtración de
cristales.
Un aspecto muy importante a considerar es conseguir una adecuada "curva de
enfriamiento". Se debe buscar a través del control de la temperatura de enfriamiento, un
adecuado gradiente de enfriamiento, para conseguir los mejores resultados de
separación. Dado que la cristalización es un proceso lento, los enfriamientos rápidos no
son aconsejables porque originan menos cristales y estructuras más parecidas al vidrio
(líquido sobreenfriado, estado no cristalino ).
Una "curva de enfriamiento" apropiada, debe regular la velocidad de cristalización y el
tiempo de residencia del producto en el cristalizador. Se obtienen así los mejores
rendimientos, con miscelas fácilmente filtrables y estearinas con menor cantidad de
líquido atrapado es sus estructuras cristalinas.
c.- Separación de cristales:En el fraccionamiento como proceso industrial, los cristales se separan de la oleína
mediante filtración por filtros de diversos tipos, desde los filtros prensa abiertos o
cerrados, con filtración a presión baja mediante presurizado, pasando por toda la gama de
sistemas de vacío, con filtros rotatorios de paletas, filtros rotativos de tambor o de banda
de vacío.
Últimamente se ha diseñado un filtro de membranas, muy eficiente pero de alto costo. Es
un filtro de placas con membranas inflables, las que sucesivamente se inflan mediante la
acción de aire presurizado estrujando la estearina y extrayendo el líquido retenido en la
torta.
Tipos de fraccionamiento:Existen varios tipos de proceso de fraccionamiento y se mencionan a continuación los
más frecuentemente usados en la industria:
a.- Winterización:El método más clásico consiste en el enfriamiento del aceite, en estanques batch, que se
usan como cristalizadores y maduradores. El enfriamiento se realiza con agua fría
glicolada o con salmueras, las que a su vez son enfriadas en intercambiadores de
Amoníaco o Freón. Los reactores de cristalización son estanques cilíndricos que poseen
en su interior, serpentines de enfriamiento. También se usan con camisa de enfriamiento.
En este caso la agitación es lenta, con paletas de raspado de la superficie. La
temperatura de cristalización alcanza los 6 a 8 °C. El período de maduración puede variar
de 10 a 16 horas. Posteriormente el aceite se filtra en filtros prensa donde quedan
retenidas las ceras que le provocan la turbidez. Este proceso se lleva a cabo también en
plantas de tipo continuo, para volúmenes superiores alas 50 Ton/día.
b.- Fraccionamiento en seco:Este es el proceso que más se usa en la industria. A pesar de sus ventajas, tiene el
inconveniente de generar como sub-productos, fracciones de bajo valor comercial. El
fraccionamiento múltiple por otro lado, ofrece una buena solución para obtener mezclas
muy apropiadas para las formulaciones de margarinas y shortening a partir de aceites de
palma. Las oleínas obtenidas, al ser mezcladas con aceites de soja o girasol da origen a
aceites comestibles muy buenos para frituras o ensaladas.
El fraccionamiento en seco requiere de un aceite muy bien procesado en las etapas
previas. Compuestos como fosfátidos, polisacáridos, pigmentos o trazas de componentes
de procesos anteriores, pueden afectar la viscosidad del aceite o actuar como inhibidores
o promotores de la cristalización y modificar las curvas de crecimiento de los cristales.
Estos factores se ven minimizados al "ahogar" el sistema con un solvente, que es lo que
se realiza en el fraccionamiento en fase solvente.
Es importante además conocer la composición de la grasa, ya que de eso depende la
forma en que los triglicéridos van a cristalizar dentro del aceite madre. Estas estructuras
pueden ser, "densas" o "libres", como "agujas" o como "grupos" y conforman lo que se
conoce como Polimorfismo.
Actualmente el fraccionamiento en seco, ha despertado un creciente interés como método
probado, muy difundido y tecnológicamente limpio, que frecuentemente reemplaza la
hidrogenación parcial y el fraccionamiento con solventes. Ofrece, como ningún otro
método, interesantes perspectivas de aplicación a una gran variedad de sustancias
grasas, como un sistema puramente físico y reversible. Su flexibilidad y multifuncionalidad
lo han tomado como un método sumamente importante a medida que más sustancias
grasas de diferentes orígenes son fraccionadas.
c.- Fraccionamiento en fase solvente:Este proceso considera mezclar la materia grasa a fraccionar con un solvente, por
ejemplo hexano, en proporciones muy definidas y someter aun enfriamiento controlado
esta "miscela" con el objeto de formar cristales fácilmente filtrables. El solvente tiene un
efecto importantísimo en la viscosidad de la miscela fría, lo que permite tener un buen
proceso de filtración y obtener oleínas de excelente calidad con una sola etapa de
fraccionamiento.
Las desventajas del fraccionamiento en fase solvente, con respecto del proceso en seco,
se deben al mayor consumo de energía para recuperar el solvente por destilación y la
pérdida del solvente mismo.
d.- Fraccionamiento con detergenteEl principio básico usado en este proceso fue descrito en 1905 en una patente italiana
perteneciente a Fratelli Lanza (por esta razón este proceso es llamado también Proceso
Lanza). Sin embargo, el proceso no tuvo un uso comercial hasta 1963.
El principio básico es simple. La grasa parcialmente cristalizada es mezclada con agua
que contiene un agente humectante (Lauril sulfato de sodio y Sulfato de magnesio ). El
surfactante sirve para humedecer los cristales de grasa que luego migran a la fase
acuosa. La suspensión del agua con los cristales de grasa es entonces separada de la
fase ligera (oleína) por centrifugación. Este procedimiento evita la etapa de la filtración de
los métodos convencionales.
El agente humectante y la separación centrífuga hace posible la separación de los
cristales de mucho menor tamaño que los otros métodos, lo que simplifica la etapa de
cristalización. El tiempo de cristalización necesario es de sólo 2 a 6 horas, dependiendo
de la grasa o aceite.
CONTROL DE CALIDAD
a) RefinaciónTanto el control de calidad de la materia prima como del aceite refinado durante su
procesamiento son sometidos a los mismos controles, estos son los siguientes:
Índice de acidez
Índice de Yodo
Índice de peróxido
Índice de acidez: La acidez es el contenido de ácidos grasos libres de un producto
determinado, expresado en ácido oleico por 100 g de muestra.
Se pesan 20,2 gramos de aceite de palma en un enlermeyer.
Se adiciona de 75 a 100 ml de alcohol neutralizado caliente, agitándose hasta que la
mezcla se homogenice.
Se adiciona 0,9 ml de fenoltaleína (indicador). Se titula con soda 0,25 norma, hasta la
aparición de un color violeta débil y se anota el gasto
Índice de Yodo: Este índice es una medida de la instauración de los aceites, se expresa
como el números de gramos de yodo adsorbidos por 100 gramos de muestra.
El procedimiento consiste en pesar 0,29 g de aceite y colocarlos en un enlermeyer.
Se adiciona 20 ml de tetracloruro de carbono y se agita hasta disolver la muestra.
Con una pipeta volumétrica agregar 25 ml de solución wij’s.
Se deja en reposo la muestra durante ½ hora, al cabo de os cuales se agrega 20 ml de
yoduro de potasio al 10% y 100 ml de agua destilada. Se titula con la solución de
tiosulfato de sodio 0,1 normal y se continúa agitando hasta que el color amarillo haya casi
desaparecido, luego se añaden gotas del indicador de almidón y se añaden gotas del
indicador de almidón y se continúa la titulación hasta que el color azul desaparezca.
Índice de peróxido: El índice de peróxido de un aceite es uan medida de su contenido en
oxigeno activo expresado en términos de miliequivalentes de peróxido por Kg. de peróxido
por Kg. De aceite.
Para ese análisis se pesa 5 g de la muestra en un enlenmeyer con para esmerilada. Se
adiciona 30 ml de la solución ácido acético – cloroformo, se disuelve la muestra en la
solución. Se adiciona 30 ml de agua destilada, 0,5 ml de yoduro de potasio y gotas de la
solución de almidón y se titula con la solución de tiosulfato de sodio 0,01 normal hasta
que el color azul oscuro desaparezca.
b) FraccionamientoLos controles analíticos que se realizan en el proceso de fraccionamiento están dirigidos a
determinar la calidad de los productos finales y detectar para corregir variables no
controladas del proceso.
Entre estos análisis tenemos:
Contenido de sólidos NMRLos sistemas modernos basados en la resonancia magnética – nuclear, entregan valores
precisos del contenido de grasa sólida en una mezcla de triglicéridos.
El método da a conocer el contenido de sólidos a diferentes temperaturas de tal modo de
construir una curva que sirva para predecir el comportamiento de los productos en sus
aplicaciones industriales.
Con estos datos es posible conocer el grado de fraccionamiento y formarse una idea
aproximada del rendimiento del proceso.
Cromatografía gaseosa del contenido de ácidos grasosEsta es una herramienta fundamental para conocer en forma profunda la naturaleza del
proceso empleado y la calidad de la materia prima y de los productos obtenidos en la
etapa de fraccionamiento.
La composición total de ácidos grasos es un dato valiosísimo que da la posibilidad de
introducir mejoras en todo el proceso.
Cold TestEste análisis consiste en medir la cantidad de horas que un aceite (u oleina o mezclas de
ambos ), se mantiene transparente a una temperatura de cero grados Celsius. Se expresa
en horas.
Cloud pointEste análisis es aplicable principalmente a las oleínas. Indica la temperatura en que se
comienza a tomar turbidez en el aceite que es sometido a un enfriamiento gradual. Se
expresa en grados Celsius.
Baja capacidad de blanqueado.Estas características son enteramente independientes, siendo los contenidos de agua e
impurezas causas que contribuyen aun alto contenido de ácidos grasos libres, y los
factores que los ocasionan pueden también contribuir a una mala capacidad de
blanqueado.
Una vez extraído el aceite las impurezas insolubles consisten en restos de tejidos
vegetales, polvo, materias minerales, trazas de humedad, restos de fibras de los filtros
prensa, se eliminan por medios mecánicos ya sea de sedimentación, fi1tración, o
centrifugación seguidamente de su extracción para evitar que el aceite se eche a perder
durante su almacenamiento.
El proceso de refinación tiene por objeto separar los ácidos grasos, libres presentes, así
como todo tipo de impurezas, con un mínimo de pérdidas de triglicéridos y tocoferoles
presentes.
Como el aceite y la manteca a los que se quiere llegar son para fines alimenticios, es de
mucha importancia la eliminación de impurezas dañinas, si bien debe velarse por
conservar los tocoferoles presentes y cierta cantidad de carotenos, unos por su función
antioxidante y los otros por ser fuente de vitaminas.
USOS Y APLICACIONES Usos Comestibles
Actualmente, el aceite de palma es el segundo aceite
más consumido en el mundo y se emplea como aceite de
cocina y para elaborar productos de panadería,
pastelería, confitería, heladería, sopas instantáneas, salsas, diversos platos congelados y
deshidratados, cremas no lácteas para mezclar con el café. El contenido de sólidos
grasos del aceite de palma le da a algunos productos como margarinas y shortenings una
consistencia sólida/semisólida sin necesidad de hidrogenación. En un proceso de
hidrogenación parcial se forman ácidos grasos trans, que tienen un efecto negativo en la
salud.
Usos no comestibles
El aceite de palma es una materia prima que se utiliza
ampliamente en jabones y detergentes, en la elaboración
de grasas lubricantes y secadores metálicos, destinados
a la producción de pintura, barnices y tintas.
La palma de aceite un cultivo verde
Todas las partes de la palma se utilizan, por lo
tanto no hay desperdicios que contaminen.
Para evitar el uso de plaguicidas químicos, se
han implementado diversas técnicas de control
biológico.
Dentro de los cultivos de semillas oleaginosas, la
palma de aceite es la más eficiente en la conversión de energía.
Los cultivos de palma de aceite son bosques protectores de los ecosistemas.
La técnica de siembra de los cultivos de palma de aceite previene la erosión.
El Aceite de Palma en la salud humana
El aceite de palma contiene una relación 1:1 entre ácidos
grasos saturados e insaturados, además es fuente
importante de antioxidantes naturales como los tocoferoles,
los tocotrienoles, y los carotenos. Se han realizado múltiples estudios sobre los efectos
del consumo de aceite de palma en la salud humana, principalmente relacionados con el
perfil lipídico, el retinol sérico (vitamina A), la trombosis arterial y el cáncer los cuales
indican que:
Tiene una alta concentración de grasa monoinsaturada, en forma de ácido oléico.
Las dietas ricas en ácidos grasos monoinsaturados ayudan a reducir el colesterol
sanguíneo, disminuyendo uno de los principales factores de riesgo en
enfermedades coronarias.
Algunos estudios han demostrado que el efecto del ácido palmítico sobre el
colesterol sanguíneo es comparable con el del ácido esteárico, considerado como
neutro.
Es fuente natural de vitamina E, en forma de tocoferoles y tocotrienoles. Estos
últimos actúan como protectores contra el envejecimiento de las células, la
arteriosclerosis, el cáncer y algunas enfermedades neurodegenerativas como el
alzheimer.
Sin refinar, el aceite de palma es la fuente natural más rica de beta-caroteno
(provitamina A). Su consumo ha resultado de gran utilidad para prevenir y tratar la
deficiencia de vitamina A en poblaciones a riesgo.
En modelos humanos y animales se ha observado que el consumo de oleína de palma no
altera significativamente los niveles de colesterol sanguíneo, reduce la oxidación de las
LDL y la incidencia de tumores malignos, aumenta los niveles de retinol sanguíneo y
previene la formación de trombos.
La oferta de biodiesel
Un frente que ha cautivado el interés de mucha gente, es la fabricación de combustibles y
en particular el biodiesel es una alternativa de combustible ampliamente probada en
Europa y respaldada por grandes programas gubernamentales de producción de aceite
vegetal, principalmente colza.
El aceite de palma puede ser utilizado como combustible para motores diesel en
diferentes formas: en su estado original después de filtrarlo; como oleína de palma; y
como biodiesel. Estas tres alternativas de utilización del aceite de palma requieren
evaluación, especialmente en sus aspectos económicos, para los mercados que se
desean atender.
Las principales preocupaciones sobre el biodiesel están referidas a su competitividad
precio frente a los combustibles derivados del petróleo y al reducido volumen de la oferta
mundial de aceites y grasas, frente a las necesidades de combustible diesel.
EXTRACTORAS DE ACEITE DE PALMA
Las extractoras de aceite de palma generan un efluente contaminante de alta carga
orgánica (DQO del orden de 50.000 mg/litro).
Las extractoras suelen tratar este efluente mediante una serie de lagunas: desaceitado,
enfriamiento, anaerobia, facultativa, pulimento. Este sistema es relativamente barato a
pesar de los enormes volumen de tierra a mover y permite, cuando está bien diseñado,
operado y mantenido, lograr altas eficiencias de remoción de la carga orgánica, hasta un
99%. Sin embargo requiere de un suelo impermeable o de la colocación de
geomembranas en la parte inferior de las lagunas.
PALMAR SANTA ELENA
120 T de fruta por día - 5 T DQO/día
Localización: Tumaco, Colombia
Las principales fallas que se observan a los sistema en operación son:
necesidad de grandes áreas
recolección del aceite poco práctica
contaminación del agua freática
colmatación rápida de las lagunas con lodo espeso
Ademas las lagunas anaerobias de palma generan enormes cantidades de biogas (gas
metano) liberado a la atmósfera que es por una parte un recurso energético no valorizado
y por otra parte un contaminante de la atmósfera (efecto invernadero)
PALMEIRAS
200 T de fruta por día - 10 T DQO/día
Localización: Tumaco, Colombia
OBSERVACIONES
Son más de cien los países que actualmente importan aceite de palma africana en el
mundo. Eso significa para quienes lo producen una gran oportunidad para el desarrollo de
sus agroindustrias. Y, países como Colombia y Brasil, se encuentran en este bloque.
Actualmente, por sus ventajas técnicas y económicas, todos los productos que requieren
aceites o grasas pueden utilizar el aceite de palma como una de sus fuentes más
competitivas.
Hay muchas aplicaciones en las cuales el aceite de palma ofrece condiciones de
desempeño más favorables que las de otros aceites y grasas. En la industria de freidura,
por su mayor resistencia a altas temperaturas, y en la elaboración de productos grasos
sólidos comestibles, el aceite de palma ha logrado ya un reconocimiento a nivel mundial,
no sólo porque resulta ser más competitivo en términos de costo, sino también por sus
ventajas para la salud.
Nutricionistas de diferentes países han reconocido los altos contenidos de vitamina E y de
betacaroteno, que tienen el aceite de palma, como altamente benéficos para la salud
humana.
En ese sentido, la reciente legislación que han establecido algunos países desarrollados
entre ellos Estados Unidos, respecto de los llamados "ácidos grasos trans", que entrará a
regir a partir de enero de 2006, ofrece nuevas oportunidades para ampliar el consumo de
aceite de palma, especialmente en los productos comestibles líquidos.
Así mismo, el uso de las grasas animales, especialmente de ganado bovino, en la
elaboración de productos destinados al consumo humano, en buena medida se ha
restringido como consecuencia de la aparición de problemas sanitarios en Europa, dando
como resultado la sustitución de esas grasas por aceites de origen vegetal,
particularmente en la industria de jabonería y de alimentos balanceados.
La creciente preocupación mundial por los asuntos del medio ambiente, ha despertado el
interés en los aceites vegetales, materias primas naturales, renovables y biodegradables,
para ser utilizados en procesos que tradicionalmente han sido hechos a partir de grasas
animales o materias primas de la petroquímica.
Esto ha permitido abrirle un campo enorme al desarrollo de la oleoquímica, que consiste
en la transformación de los aceites y grasas mediante procesos químicos, porque sus
productos son más amigables con el medio ambiente.
FUENTES DE REFERENCIA
Tesis de estudio de prefactibilidad de una planta para producción de aceite y manteca a partir de la palma aceitera, año2002 (Ingenieria Alimentaria),autor: WTG
http://www.elchao.com/norg.htm http://www.colciencias.gov.co/