Proceso industrial de elaboración de aceite vegetal

El proceso de elaboración de aceite vegetal se basa en el aprovechamiento de las semillas oleaginosas para extraer el aceite y mediante tratamientos posteriores, refinar al aceite vegetal obtenido. Este proceso de fabricación de aceite vegetal, también genera un sub-producto aprovechable comercialmente, la harina de extracción, que es muy requerida en la industria alimenticia.

Varios envases que contienen aceite vegetal elaborado industrialmente
Envases con aceite vegetal. Imagen de flickr 

En este artículo describiremos el proceso de elaboración de aceite vegetal y el aprovechamiento de la harina de extracción proveniente de la elaboración de aceite vegetal.

Tabla de contenidos
  1. ¿Qué es el aceite vegetal?
  2. Materias primas para la elaboración de aceite vegetal
  3. Descripción del proceso de elaboración de aceite vegetal
    1. Recepción de las materias primas para la elaboración de aceite vegetal
    2. Almacenamiento y limpieza de materias primas para la elaboración de aceite vegetal
    3. Molienda para la elaboración de aceite vegetal
    4. Extracción de aceite vegetal
    5. Refinación o purificación del aceite vegetal
    6. Envasado del proceso de elaboración de aceite vegetal
    7. Almacenamiento del producto en el proceso de elaboración de aceite vegetal
    8. Despacho del producto del proceso de elaboración de aceite vegetal
  4. Harina de extracción del proceso de elaboración de aceite vegetal

¿Qué es el aceite vegetal?

Planta industrial de elaboración de aceite vegetal
Planta de elaboración de aceite vegetal. Imagen de dsengineers

La denominación de aceite vegetal se le otorga a aquellos aceites que provienen de origen vegetal y que a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido, siendo producidos principalmente a través de semillas y plantas oleaginosas. Si el aceite se encuentra en estado sólido a temperatura ambiente, se denomina grasa vegetal. En otras palabras, el aceite vegetal es un triglicérido que se extrae de una planta.

Una definición mucho más completa para referirse al aceite vegetal es la siguiente:

Un aceite vegetal es un compuesto de origen orgánico que se compone principalmente de ácidos grasos (lípidos). El aceite vegetal se extrae, por lo general, de las semillas de plantas oleaginosas y en algunos casos, de otras partes de este tipo de plantas.

El principal uso de los aceites vegetales es alimenticio, sin embargo, también son frecuentemente utilizados en la industria como materia prima para diferentes tipos de procesos, como por ejemplo, la elaboración de biodiesel.


Materias primas para la elaboración de aceite vegetal

Para lograr la fabricación o elaboración de aceite vegetal se requiere de materias primas de gran calidad. Estas, generalmente, son semillas maduras, ya que las semillas verdes generan menos cantidad de aceite. Las principales semillas oleaginosas utilizadas para elaborar aceites vegetales son:

  • Soja
  • Girasol
  • Colza
  • Palma
  • Sésamo

Las semillas más utilizadas son la soja y el girasol. Además de las semillas oleaginosas, en el proceso también se utilizan algunos aditivos y reactivos, como el ácido fosfórico, tierra de blanqueo, catalizadores, nitrógeno, sal, agua, entre otros, dependiendo de la receta del tipo de aceite que se desee extraer.


Descripción del proceso de elaboración de aceite vegetal

Flujograma del proceso de elaboración de aceite vegetal (aceite de soja))
Diagrama de flujo del proceso de elaboración de aceite vegetal. Imagen de seita

En el proceso de fabricación o de elaboración de aceite vegetal (proveniente de semillas oleaginosas) es importante realizar una metodología y, sobre todo, garantizar la calidad de las materias primas, ya que de estas dependerá la calidad del producto. Podemos dividir al proceso de fabricación de aceite vegetal en las siguientes etapas:

  • Recepción de materias primas
  • Almacenamiento y limpieza de materias primas
  • Molienda
  • Extracción de aceite
  • Refinación o purificado
  • Envasado
  • Almacenamiento de producto
  • Despacho

A continuación, realizaremos una descripción de cada una de estas etapas:




Recepción de las materias primas para la elaboración de aceite vegetal

En esta primera etapa se reciben por parte de los proveedores, las materias primas que llegan a la planta. Antes de pasarlas a la etapa de almacenamiento y limpieza se debe realizar análisis físico-químico y sanitario a una muestra de semillas o granos, para garantizar de esta manera que cumplan con las normativas sanitarias y con nuestros requerimientos de calidad.

Asimismo, una adecuada inspección visual permitirá verificar que los granos se encuentren en buen estado, libres de hongos y otras impurezas. Una vez que todo se encuentre verificado, es momento de pasar el grano a la siguiente etapa.


Almacenamiento y limpieza de materias primas para la elaboración de aceite vegetal

El almacenamiento del grano o las semillas, según sea el caso, debe realizarse en un recinto que tenga una humedad no mayor a 14%. De esta manera, se suprimen las reacciones de alteración del grano o de las semillas. Una vez que se tenga todo el grano o las semillas almacenadas, es momento de realizar la limpieza que nos permitirá retirar cuerpos extraños y otras impurezas adheridas a los granos, que no deben llegar a la molienda, lo que permite garantizar la calidad del producto, en nuestro caso, el aceite vegetal.

Existen varios métodos para realizar el procedimiento de limpieza. Los más utilizados a nivel industrial son los siguientes:

  • Tamizado: Se utilizan tamices con diámetros específicos para garantizar una separación de grano o semilla con el diámetro adecuado para nuestro proceso de elaboración, los que no pasen por el tamizado son retirados, eliminando semillas o granos con diámetros muy grandes o muy pequeños al diámetro requerido.
  • Separación por densidad: Se hacen pasar los granos o semillas por una corriente de aire a altas velocidades. Esta corriente arrastra las partículas de menor densidad, separándolas de las semillas que salen completamente limpias del procedimiento.
  • Separación magnética: Este procedimiento se basa en hacer pasar las semillas por una serie de imanes, de modo, que se pueda retirar cualquier tipo de impureza de origen metálico que pueda estar presente y que pueda causar daño a los equipos del proceso de extracción de aceite vegetal.

Se puede utilizar uno de estos métodos, o una combinación de estos, para garantizar la limpieza de la materia prima principal de nuestro proceso. Una vez limpios los granos o las semillas, son transportadas a la siguiente etapa del proceso de elaboración de aceite vegetal.

Molienda para la elaboración de aceite vegetal

La molienda es una etapa fundamental en el proceso de elaboración de aceite vegetal, ya que convierte la semilla limpia en unas láminas que aumentan el área de exposición del grano o semilla en aproximadamente cinco veces el original, lo que permite lograr la ruptura de células necesarias para la extracción del aceite vegetal. Para ello, se hacen pasar las semillas por molinos quebrantadores, que partirán las semillas o los granos en 6 u 8 trozos. Luego, las semillas partidas son calentadas entre 66 y 68 grados Celsius y son ingresadas a molinos de cilindros, para obtener las láminas de grano con el espesor indicado según nuestra receta de extracción (en el caso de la soja es de 0,4 mm).

El espesor de la lámina es importante, ya que a espesores superiores al requerido la extracción por solventes podrá dificultarse. Si las láminas cuentan con un espesor inferior, podrían quebrarse en varios trozos, lo que también dificulta el proceso de extracción. Los rodillos deben operar a velocidades bajas para un mejor rendimiento y la alimentación del grano debe ser uniforme, lo que garantiza el tamaño constante de las láminas y evita el desgaste mecánico de los equipos.

Una vez que las láminas de granos o semillas salen de los molinos de cilindro, deben ser sometidas a una expansión que consta de una compresión mecánica y luego de una exposición al vapor, logrando un material con una porosidad ideal que permitirá una extracción más eficiente. Finalmente, las láminas expandidas se hacen pasar por un procedimiento de secado y de enfriado para posteriormente ser enviadas a la etapa de extracción de aceite.

Si las semillas tuviesen cascara, es necesario hacerlas pasar por un equipo de descascarado previo a la primera molienda. Las cáscaras son re-utilizadas en los equipos generadores de vapor como materia combustible para generar el calor necesario en la producción de vapor.




Extracción de aceite vegetal

Tradicionalmente, la extracción se realizaba por medios mecánicos, es decir, se utilizaban prensas (de tornillo, de espolón) o morteros para obtener el aceite mediante la aplicación de presión y movimientos a la semilla. Actualmente, casi no se utilizan, aunque el auge de la comida saludable mantiene vivo aún este tipo de extracción, y algunas plantas usan una combinación de extracción mecánica (o mediante prensa) y la extracción por solvente que es la más utilizada.

La extracción por solvente utiliza hexano, su rendimiento es mucho mayor y el procedimiento es más veloz y económico. Otra alternativa que gana fuerza como disolvente es el CO2 supercrítico, mucho más limpio, pero más costoso que el uso del hexano. Durante el proceso de extracción por disolvente, la fase grasa se separa de la materia prima por arrastre con el solvente. Luego, se separa el aceite del solvente. El aceite pasa a la siguiente etapa de refinación y el solvente es recuperado para re-utilización.

El parámetro fundamental durante la extracción es el grosor de la lámina de semilla o grano. También, es importante operar a temperaturas que van entre los 60 y los 65 grados Celsius. Temperaturas mayores pueden provocar una presurización del equipo extractor y posibles escapes de solventes. Las temperaturas menores pueden disminuir la velocidad de extracción del aceite vegetal.

Se debe mantener una humedad entre 9,5 y el 10,5% para evitar el quiebre de las láminas. Cabe destacar, que la relación solvente/materia prima debe ser de 1:1. Las láminas entran en contacto con el solvente creando una miscela. Posteriormente, esta miscela es separada mediante un procedimiento de destilación para separar el aceite del solvente.

El rendimiento de la extracción varía dependiendo de la materia prima utilizada y la tecnología empleada en la extracción, entre otras variables.

Refinación o purificación del aceite vegetal

Flujograma del proceso de refinación de aceite vegetal
Diagrama de flujo de la refinación de aceite vegetal. Imagen de engineering-airliquide

La etapa de refinación se basa en limpiar o purificar el aceite extraído en la etapa anterior o aceite crudo, para darle las características deseadas y poder ofertar el producto como aceite vegetal para uso alimenticio o comercial. La refinación en el proceso de elaboración de aceite vegetal se realiza en varios pasos que describiremos a continuación:

Desgomado

Se trata de un tratamiento que se le realiza al aceite crudo y que consiste en la adición de ácido fosfórico o ácido cítrico y agua caliente o vapor. Esta mezcla insolubiliza a los fosfolípidos y a diferentes materias coloidales presentes en el aceite crudo. Este procedimiento se realiza en tanques agitados. Una vez que pasa el tiempo predeterminado para el contacto, se hace pasar a la mezcla por un equipo de centrifugado para realizar una separación de fases efectiva.

Neutralización

El aceite desgomado es pre-calentado y tratado con una solución alcalina, de este modo, los ácidos grasos libres en el aceite son eliminados en una fase acuosa mediante centrifugación. Estas impurezas en forma de jabones son conocidas como borras de neutralización. Luego de salir del centrifugado, el aceite es lavado para eliminar residuos de borra de neutralización.

Descerado

Este procedimiento permite retirar las ceras del aceite. Para ello, hay que enfriarlo y mantenerlo a bajas temperaturas para fomentar la formación de los cristales de cera, que deben ser separados del aceite mediante filtración u otro método, de esta manera, se clarifica el aceite.

Decoloración

El aceite vegetal es tratado con arcillas decolorantes, lo que permite retirar clorofila y otros pigmentos presentes, y ajustar el color a las especificaciones de calidad del producto final. También, suele utilizarse carbón activado como medio filtrante para eliminar los pigmentos del aceite vegetal.

Desodorización

Este procedimiento es utilizado para retirar olores indeseables en el aceite vegetal. Una vez que el aceite es blanqueado (decolorado). Para ello, se hace pasar el aceite por una columna al vacío con arrastre de vapor a una temperatura en el rango de los 240 o los 250 grados Celsius. De esta manera, se retiran compuestos como aldehídos y cetonas que son responsables de malos olores. Hay que evitar que las temperaturas sean muy elevadas para evitar la polimerización del aceite.




Envasado del proceso de elaboración de aceite vegetal

Procedimiento de envasado en el proceso de elaboración de aceite vegetal
Envasado de aceite vegetal. Imagen de oil-press-machine

El aceite vegetal ya refinado, es transportado a tanques de almacenamiento que surten a las máquinas de envasado, las cuales, colocan la cantidad requerida de aceite vegetal refinado en botellas de PET, latas u otros recipientes destinados para la comercialización del producto.

Cabe destacar, que el deterioro del aceite almacenado se produce mediante oxidación. Para disminuir y retardar la oxidación en los recipientes, se inyecta un gas inerte para reemplazar el oxígeno contenido en el envase que contiene al aceite. Este gas, por lo general, es nitrógeno. Luego, los envases son tapados para evitar el ingreso de aire.

Almacenamiento del producto en el proceso de elaboración de aceite vegetal

Los recipientes contenedores de aceite son embalados en paletas y almacenados a temperatura ambiente en galpones dispuestos para almacenaje, libres de peligro de incendio y bien ventilados.

Despacho del producto del proceso de elaboración de aceite vegetal

Las paletas son transportadas mediante montacargas o carretillas a los camiones de distribución, que llevaran el aceite a su destino final.

Harina de extracción del proceso de elaboración de aceite vegetal

Interior de una planta de elaboración de aceite vegetal
Planta de aceite vegetal. Imagen de crowlex

La harina de extracción es el sub-producto más importante de todo el proceso de elaboración de aceite vegetal. Esta harina es utilizada en la industria alimenticia, por lo tanto, tiene un gran valor comercial. La harina resultante del proceso de extracción de aceite vegetal tiene un promedio de 30% de solvente y una humedad cercana al 12%.

La harina proveniente de la extracción es colocada en un equipo desolventizador-tostador, de modo, que pueda retirarse el solvente y reducir lo más posible la humedad. Este equipo es un cilindro encamisado. En el interior del cilindro hay bandejas perforadas, y sobre estas, hay unas paletas que vuelcan las escamas de harina de las bandejas superiores a las inferiores. Se inyecta vapor en la primera bandeja, elevando parcialmente la humedad y favoreciendo la inactivación de elementos nocivos.

Las bandejas reciben calefacción indirecta por parte del vapor, elevando la temperatura a un promedio de 107 grados Celsius, lo que ayuda al secado y al tostado de la harina en las bandejas inferiores. Este procedimiento debe durar unos 20 minutos. Un tiempo mayor podría disminuir la solubilidad de las proteínas y disminuir el valor nutricional de la harina de extracción.

Al salir del desolventizador-tostador, la harina es tamizada y transportada a tolvas que permitirán un empaquetado para su posterior almacenamiento y distribución, previamente, se deben realizar pruebas de control de calidad a la harina de extracción.

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