Instituto Politcnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnologa Diseo de Procesos de Separacin Profesores:

Bentez Lemus Sara Luca Cuauhtcatl Pozos Areli Yolotzin Flores Navarrete Cristina Martnez Reynoso Erika Negrete Rangel Hctor Zempoaltecatl Avalos Miriam EXTRACCIN DE ACEITES DE SEMILLA DE GIRASOL

Introducciny En base a su origen, las grasas se clasifican en animales,

vegetales y mezclas. Dentro de las grasas de origen animal :y poliinsaturadas (origen marino), y grasas insaturadas (grasa de aves), y moderadamente insaturadas (manteca porcino), y saturadas (sebo vacuno) y y mezclas de todas las anteriores.

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Introducciny Dentro de las grasas vegetales, tenemos unos aceites ms

insaturados (girasol, maz o soja) que otros (oliva, palma o coco).y Tenemos las olenas, las lecitinas, las grasas de freidura, los

subproductos industriales y los destilados procedentes de la industria del glicerol y de los cidos grasos.

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Introducciny Para valorar una grasa han de tenerse en cuenta al menos

cuatro criterios:y Calidad qumica intrnseca y Composicin y valor nutricional y Especie destino y y Precio ofertado.

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Introducciny El girasol es una planta oriunda de Amrica que lleg a Espaa con

los colonizadores durante el siglo XVI.y El girasol es nativo del Per y recibe su nombre de la propiedad

que exhibe de girar durante el da para tener su flor siempre encarada al sol.y El girasol es una planta con un tallo grueso y una flor grande, de

color amarillo cuando madura, que da un fruto con cscara, negruzco, del cual se puede obtener aceite de girasol, adems de que se puede pelar y comer (bien crudo o tostado); es la pipa de girasol o pipa.

Introducciny El aceite de girasol es un aceite comestible que se obtiene de

la semilla. Algunas variedades contienen hasta en 45% de aceite. y El aceite de girasol tambin se utiliza para hacer jabn, velas, barnices o pintura, as como es un lubricante excelente. Sin duda, su uso ms importante es como aceite comestible, ya que es el aceite de semillas ms usado en el mundo

Planteamiento del Problemay Determinar el proceso y variables adecuadas para la

extraccin de aceite de girasol comestible con un ndice de calidad aceptable. Que sea sostenible ecolgico y que cumpla con la normatividad vigente del mismo. y Determinar las etapas adecuadas as como sus condiciones de operacin que resulten en beneficio propio del producto. y Determinar las posibles oportunidades de optimizacin del proceso para obtener un producto rentable y sostenible.

Restriccionesy El proceso de obtencin de aceites comestibles tiene como

principal restriccin la disponibilidad de materia prima, as como las condiciones de la misma, ya que no hay homogeneidad en productos agrcolas, y cada lote tiene distintas composiciones qumicas que influyen en el producto final por lo que se debe de considerar tener cultivos propios de la planta de girasol en donde pueda controlarse en la medida de lo posible las variables que afectan a la composicin de la misma.

Restriccionesy Debe de cumplir con la legislacin vigente en la que se

incluyen diversas variables fisicoqumicas, sensoriales, aditivos, envase y embalaje y etiquetado, para su venta al pblico. y Las restricciones propias del diseo de los equipos para realizar el procesamiento ya que en ocasiones se incurre en el error de proponer equipos de muy altas capacidades que no se encuentran disponibles en el mercado, o con condiciones de operacin no disponibles por las distribuidoras.

PROCESO DE ELABORACIN.y El aceite de girasol resulta ser una opcin saludable y

econmica frente a otras variedades de aceite. Este tipo de aceite se obtiene a partir de las semillas del girasol "Helianthus annus", que son sometidas a las siguientes fases:

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Normatividady NMX-F-223-1985:AceiteVegetal Comestible y NMX-F-265-SCFI-2005: Aceite Comestible Puro De Girasol,

Especificaciones

Normatividady Olor: Caracterstico del producto, exento de olores extraos

o rancios. y Sabor: Caracterstico del producto, exento de sabores extraos o rancios. y Apariencia: Lquido transparente y libre de cuerpos extraos a 293 K (20C).

Normatividad

Normatividad

Diseo del proceso de Separacin

Lixiviacin.y La primera de ellas, llamada lixiviacin o extraccin slido-

lquido, se utiliza para disolver materia soluble a partir de su mezcla con un slido insoluble.y La cantidad de material soluble separado es con frecuencia

mayor que en el lavado de la filtracin ordinaria y las propiedades de los slidos pueden variar considerablemente durante la operacin de lixiviacin.

LixiviacinSemillas de girasol (torta)

Aceite + Solvente

EXTRACCIONSemillas de girasol (torta) Semilla (torta) + solvente

Lixiviaciny Se ha de extraer aceite de una torta de semillas de girasol

con hexano, utilizando un extractor continuo en contracorriente. La unidad ha de tratar 2000 Ib (907,2 kg) de torta de semillas de girasol (basada en el slido totalmente agotado) por hora. La torta de semillas de girasol no tratada contiene 800 Ib (362,9 kg) de aceite y 50 Ib (22,7 kg) de hexano.

Lixiviaciny La mezcla de disolvente fresco contiene 20 Ib

(9,07 kg) de aceite y 1310 Ib (594,2 kg) de hexano. Los slidos agotados han de contener 120 Ib (54,4 kg) de aceite no extrado. Experimentos realizados en idnticas condiciones a las de la batera que se proyecta indican que la disolucin retenida depende de la concentracin de la disolucin en la forma que se indica en la siguiente tabla

OPTIMIZACIONy La optimizacin es el proceso atreves del cual mejoramos un

proceso reduciendo tiempos, costos, hora hombre, energa etc..y Para este proceso nosotros lo optimizamos realizando la

extraccin con hexano que es mas barato que otros solventes utilizados ademas de que en el proceso el hecho de laminar la semilla ayuda a la extraccin reduciendo el tiempo de operacin adems de asegurar que se extrae en su totalidad el aceite de la semilla

y Hllese (a) la concentracin de la disolucin concentrada, o

extracto; (b) la concentracin de la disolucin que sale con los slidos extrados; (c) la masa de disolucin que sale con la harina extrada; (d) la masa de extracto; (e) el nmero de etapas que se requieren. Todas las magnitudes estn dadas sobre una base horaria. y Sean x e y las fracciones de masa de aceite en las disoluciones de los flujos inferior y superior

y Para la entrada de disolvente:

Determnense la cantidad y composicin de la disolucin en los slidos agotados, operando por tanteo. Si Xb = 0.1, la disolucin retenida, a partir de la Tabla 1, es 0.505 lb/lb. Por tanto

y A partir de la Tabla 1, la disolucin retenida es 0.507 lb/lb.

y El hexano en el flujo inferior para Lb es 1014 - 120 = 894 lb/lb. y y Para la entrada del slido

y Aceite en el extracto = entrada de aceite - 120 = 20 + 800 - 120

= 700 Ib/h.

y Hexano en el extracto = 1310 + 50 - 894 = 466 Ib/h. y Las respuestas a los apartados (a) a (d) son: y (a) ya= 0.60 y (b) xb = 0.118 y (c) Lb = 1014 Ib/h y (d) Va = 1166 Ib/h y (e) Para determinar un punto intermedio de la lnea de operacin se

elige xn = 0.50 y Ln = disolucin retenida = 0.571 (2000) = 1142 Ib/h

y A partir de un balance global, Ecuacin y Vn+1 = 1166 + 1142 - 850 = 1458 Ib/h y Un balance de aceite conduce a

y El punto (Xn, Yn+1) ms los puntos (x,, y,) y (x,, yb) definen

una lnea de operacin ligeramente curva, tal como se muestra en la Figura 1. Se requiere un nmero de etapas ligeramente superior a cuatro: N=4

EQUIPOS

EXTRACTOR DE BOLLMAN

EXTRACTOR DE HILDEBRANDT

LIXIVIACIN AGITADA DEL SOLIDO

Bibliografay Libros: y Harry Lawson, Aceites y grasas alimentarios: tecnologa, utilizacin y nutricin, Editorial Acribia, Zaragoza Espaa y Salvador Baudi, Qumica de los alimentos, y Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumicaa Mccabe y Paginas WEB: y http://www.alimentariaonline.com/imprimir_nota.asp?did=871 y http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/Apuntes/TCAC-T4Extraccion-aceites-semillas.pdf y http://fing.uncu.edu.ar/catedras/archivos/industrias/2006ACEITES_OLE AGINOSOS.pdf y http://www.oliv-ar.com/verdades.htm