Procesos de Refinación de Aceites y Grasas: Desodorización, Hidrogenación y Desgomado

Procesos de Refinación de Aceites y Grasas

Desodorización

Objetivos de la desodorización:

• Remover componentes minoritarios de aceites y grasas, como aldehídos, hidrocarburos, cetonas, lactonas y ácidos grasos (principalmente derivados de la rancidez oxidativa).
• Eliminar olores y sabores desagradables.
• Reducir peróxidos.
• Bajar el color.

Ley de Raoult y Dalton

Ley de Raoult: Para los vapores en equilibrio con la fase líquida:

1. P_b = P⁰_b * X_b
   • P_b = presión de vapor parcial de un componente b volátil
   • P⁰_b = presión de vapor de un componente puro
   • X_b = fracción molar del componente
2. P_b = P⁰_b * B / (A + B) → Llevado a un proceso de desodorización:
   • A = moles de triglicéridos (TG)
   • B = moles de ácidos grasos libres (AGL)

   Como A >> B, se escribe: P_b = P⁰_b * B / A

La desodorización busca reducir la concentración de AGL (b). Para que la destilación sea posible, se agrega vapor stripping.

El vapor stripping agregado (S) pasa a la fase gaseosa en proporción a su presión parcial y la del componente volátil que se desea destilar (B).

Ley de Dalton: d_s / d_b = P_s / P_b

Como P_s >> P_b → P_total = P_s → d_s = (P_total / P_b) * d_b

Sustituyendo P_b en el denominador: S = (P * A / P⁰_b) * ln(b₁ / b₂) * (1 / E)

• E = valor de eficiencia de destilación
• P = presión absoluta del desodorizador
• A = aceite expresado en moles

Reacciones Químicas en la Desodorización

Reacciones deseables:

• Reducción de peróxidos.
• Destrucción de pigmentos.

Reacciones no deseables:

• Isomerización cis-trans.
• Formación de dímeros y polímeros.
• Fijación de color.
• Reversión del sabor.
• Hidrólisis.

Zonas:

• Zona A: Condiciones químicas (deseables).
• Zona B: Igual a la zona A.
• Zona C: Reacciones no deseables.
• Zona D: Operación de equipos industriales.

Carotenos

Son pigmentos naturales de los elementos, compuestos por 40 carbonos y 8 grupos isómeros. Son lípidos no saponificables. Se absorben a 425-525 nm, con colores que varían del amarillo al café.

Hidrogenación

Objetivos de la hidrogenación:

• Modificar las propiedades fisicoquímicas de grasas y aceites.
• Modificación química: saturación e insaturación.
• Variedad de productos: margarinas, shortening, productos de pastelería y repostería.
• Aumentar la estabilidad oxidativa de los aceites, evitando oxidación, rancidez secundaria, polimerización, formación de anillos y toxicidad.

La hidrogenación ocurre en los enlaces insaturados de las cadenas de ácidos grasos, no en la estructura del triglicerol. Es una reacción heterogénea: gas (hidrógeno), líquido (triglicérido) y sólido (catalizador de níquel).

El hidrógeno debe estar disuelto en el aceite para reaccionar. Las etapas son:

• Difusión de reactivos.
• Adsorción.
• Reacción en la superficie.
• Resorción.
• Difusión de los productos desde la superficie del catalizador.

La selectividad en la hidrogenación es la preferencia por hidrogenar un tipo de ácido graso. Tiene efecto en la textura, suavidad y función de aceites hidrogenados. La textura está influenciada por ácidos grasos saturados y, especialmente, por isómeros trans formados en la hidrogenación.

Desgomado

El objetivo es eliminar los fosfátidos y glicolípidos, que se extraen de las semillas disueltos en el aceite. Este proceso es importante porque sin él, los triglicéridos se alteran con mayor facilidad y adquieren sabores y olores desagradables. Otros problemas incluyen decantación en tanques de almacenamiento, mayor susceptibilidad a la oxidación y formación de espumas durante el calentamiento.

El proceso consiste en tratar el aceite con agua o vapor para que los fosfátidos se hidraten y precipiten, volviéndose insolubles en la fase grasa. Se realiza en tanques con agitador para incorporar el agua (2% v/v) a 70°C. El aceite pasa a una centrífuga de alta velocidad, donde se separan los fosfátidos junto con el agua en exceso. Los fosfátidos se deshidratan y contienen otros lípidos e impurezas, de donde se obtienen las lecitinas.

Pueden ser tratados con peróxidos para obtener productos más claros. Las lecitinas obtenidas tienen valor comercial y se aplican, por su carácter emulgente, en diversas industrias de alimentación.