Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Sevilla

Proyecto Fin de Carrera:

PLANTA DE REFINO DE ACEITES VEGETALES

Realizado por:

José Luis Arroyo Ruiz D.N.I. 52486260-F

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INDICE DEL PROYECTO 1. MEMORIA. 1.1. Memoria descriptiva y justificativa…………………………...3 1.1.1. Presentación del Promotor.......................................................4 1.1.2. Antecedentes y actividades de la empresa................................5 1.1.3. Objetivo del proyecto.................................................................5 1.1.4. Situación...................................................................................6 1.1.5. Capacidad de la planta. Flujos de Materia...............................8 1.1.6. Descripción del proceso químico: El REFINO.........................8 1.1.7. Especificaciones de materias primas y productos in&out.......12 1.1.8. Descripción de los equipos......................................................19 1.1.9. Medio ambiente........................................................................75 1.1.10. Electrificación de Baja Tensión.............................................95 1.1.11. Legislación aplicable al proyecto..........................................96 1.1.12. Bibliografía............................................................................99 1.1.13. Anexo de productos tóxicos y peligrosos...............................99 1.2. Memoria de Cálculo…………………………………………..100 1.2.1. Introducción...........................................................................101 1.2.2. Proceso Industrial...................................................................104 1.2.2.1.

Fundamento…………………………………………..…105

1.2.2.2.

Descripción del proceso y Diagrama de Flujos………....160

1.2.2.3.

Balance de Materia……………………………………...167

1.2.2.4.

Balance de Energía……………………………………...190

1.2.2.5.

Dimensionado de los Equipos…………………………..194

1.2.2.6.

Análisis hidráulico……………………………………....221

1.2.2.7.

Diagrama de flujos……………………………………...234

1.2.2.8.

Diagrama P&I. ………………………………………....234 1

1.2.3. Vacío......................................................................................235 1.2.4. . Nitrógeno.............................................................................239

2. PLANOS………………………………………………………………..264

2.1.1. Paraje de las Moradillas. Situación, emplazamiento y parcela. 2.1.2. Diagrama de Flujo. 2.1.3. Esquema Balance de Materia. 2.1.4. Esquema Balance de Energía. 2.1.5. Diagrama P&I. 2.1.6. Distribución de equipos en planta. 2.1.7. Detalle de cristalizador y decantador.

3. PLIEGO DE CONDICIONES……………………………………..…265

4. PRESUPUESTO………………………………………………………288

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1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA Y JUSTIFICATIVA

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1.1.1. Presentación del promotor. Oleícola "El Tejar" Ntra. Sra. de Araceli S.C.L. es una Cooperativa de 2º grado (Cooperativa de Cooperativas) que tiene por objeto social principalmente la transformación y comercialización de subproductos oleícolas. Está formada por los siguientes miembros: -

90 Cooperativas Olivareras.

-

1 Sociedades Agrarias de Transformación.

-

Asociados Industriales (que forman Agrupación de Almazareros S.C.A.).

-

17 Socios de la sede de Baena (que forman Oleícola El Tejar Norte S.C.A. ).

Total al día de la fecha 144 empresas Asociadas. Agrupa alrededor de 40.000 agricultores olivareros que explotan unas 300.000 Ha. en las provincias de Córdoba, Jaén, Málaga, Sevilla, Granada, Cádiz y Badajoz. En la actualidad posee 6 sedes territoriales en: -

EL TEJAR (T.M. de Benamejí)

-

PALENCIANA

-

CAÑETE DE LAS TORRES

-

PEDRO ABAD

-

BAENA

De la provincia de Córdoba, y -

ALGONODALES, de la provincia de Cádiz.

En la campaña 2.002/2.003 ha procesado 1.000.000 Tm de orujo. Haciendo constar además, que la Cooperativa está en constante evolución, agrupando cada vez más socios, pues los subproductos necesitan de la unión y de las "economías de escala" derivadas, para hacer viable su transformación y aprovechamiento.

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1.1.2. Antecedentes y actividades de la empresa. Oleícola "El Tejar", en sus ánimos de buscar nuevas tecnologías que revaloricen el subproducto oleícola, no se ha limitado exclusivamente a la extracción de orujos, sino que realiza innovadoras actividades que la han hecho líder en el sector. Entre éstas actividades, podemos enumerar: -

Extracción de aceite de orujo por procedimientos físicos (decanter).

-

Producción de energía eléctrica con centrales térmicas de biomasa procedente del subproducto oleícola.

-

Obtención de carbón activo, a partir del hueso de la aceituna.

-

Producción de carbón vegetal.

-

Aprovechamiento de ramones, hojas y leña de olivo.

-

Obtención de ésteres metílicos de aceites vegetales utilizados como biocombustible (en desarrollo).

-

Producción de abono orgánico a partir de la pulpa extractada.

-

Obtención de concentrado de Alpechín.

-

Producción de pienso a partir de la pulpa de orujo y del concentrado.

1.1.3. Objetivo del proyecto. Dadas las producciones de aceite, tanto de orujo como de girasol que tiene la entidad según los datos suministrados anteriormente, la comercialización de aceites de orujo y de girasol crudos produce un gran valor añadido en destino. Es deseo de la empresa que dicho valor añadido se produzca en origen, con las siguientes ventajas: ¾ Poder ofrecer al mercado otros productos diferentes del aceite crudo. ¾ Asumir otras fases productivas del proceso de obtención de aceites comestibles.

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¾ Aprovechar los subproductos y derivados del proceso de refinación. ¾ Completar el ciclo productivo desde la recepción de semilla u orujo hasta la producción de aceite apto para el consumo. ¾ Satisfacer la demanda de clientes tradicionales de aceite crudo que solicitan el producto refinado. ¾ Generar puestos de trabajos directos e indirectos. ¾ Aumentar la rentabilidad del proceso en beneficio de sus socios componentes y en último lugar de los agricultores que aportan sus producciones.

1.1.4. Situación. El proyecto se realizará en unos terrenos de 238.700 m5, distantes 2 Km del centro urbano de PALENCIANA (Córdoba) de este mismo Término Municipal, con acceso por la carretera de El Tejar a Palenciana. Si bien tal carretera divide a la parcela, es en la margen izquierda (dirección Tejar a Palenciana) donde se realizarán la mayoría de las construcciones. El paraje es conocido por “LAS MORADILLAS”. Véase plano nº 2.1.1. En dicho paraje también se cuenta con la existencia entre sus instalaciones de una planta de extracción de aceite de orujo de oliva por medios físicos (decantación), con una capacidad de 1.300 Tm/día, que suponen 325.000 Tm anuales. Posee una capacidad de almacenamiento de orujo de 227.000 m³ en diversas balsas.

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En colaboración con la Compañía Sevillana de Electricidad ha instalado en ésta misma sede de Palenciana una Central de Cogeneración de Energía Eléctrica que utiliza como biocombustible residuos oleícolas y que produce 12'4 MW/h. Éste proyecto fue premiado y distinguido por la CEE con el título de “Altamente Recomendado” en la convocatoria de los European Better Environment Awards for Industry, en 1.996. También en Palenciana posee otra Central Eléctrica de autogeneración de 5'7 MVA, la cual posee un sistema de condensación de vapor basado en un evaporador, que al mismo tiempo elimina los efluentes de la planta de extracción de aceite antes descrita. Así mismo, en el Complejo Agroindustrial de Palenciana existen: ƒ

Fábrica de carbón activo para 1000 Tm /año.

ƒ

Secadero de orujo para 25 Tm/hora.

ƒ

Y las siguientes construcciones (Total 1.890 m2): -

Nave de proceso 60 x 20 = 1.200 m2

-

Nave Taller 25 x 10 = 250 m2

-

Nave I + D (Almazara 2.000) 25 x 10 = 250 m2

-

Servicios y vestuarios 15 x 10 = 150 m2

-

Caseta báscula y laboratorio 40 m2

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1.1.5. Capacidad de la planta (flujos de materia). Se proyecta una Refinería de aceites vegetales para obtener al día 120 Tm de aceite refinado, con una estimación total anual entre aceites refinables de oliva (lampantes), orujo y girasol de 30.000 Tm.

1.1.6. El proceso químico: El REFINO. o Introducción.En la memoria de cálculo (capítulo 2.1 Proceso Industrial) se describen con detalle las fases y equipos del proceso industrial que proyectamos. Donde también se incluye un esquema completo del proceso. En este capítulo solo resumimos las fases operativas que allí se desarrollan. o Generalidades.Los aceites y las grasas son substancias de origen vegetal o animal que consisten, predominantemente en mezclas de triglicéridos. Las grasas y aceites brutos, obtenidos por prensado o extracción con disolvente, contienen cantidades variables de impurezas no glicéricas. Algunas de estas impurezas, como los esteroles son incoloros, inodoros, estables e inertes para todos los usos prácticos y pasan inadvertidos; otros, como los tocoferoles, realizan la importante función de proteger el aceite contra la oxidación, por lo que son beneficiosos para el aceite y no conviene eliminarlos; sin embargo, la mayoría de las restantes impurezas son perjudiciales, ya que tienden a intensificar el color del aceite, a producir espumas o humos y a precipitar, cuando el aceite se calienta, en las subsiguientes operaciones del proceso. También acompaña a los aceites brutos cierta cantidad de ácidos grasos libres que hay que eliminar en aras de la buena calidad del aceite.

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a) Desgomado. Casi la totalidad de los aceites de semillas contienen fosfátidos, llamados lecitinas. Estos, deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: - Decantaciones en los tanques de almacenamiento. - Pérdidas elevadas en refinación. - Dificultad de conservación. - Formación de espumas al calentar el aceite. El proceso de desgomado consiste, a groso modo, en un calentamiento del aceite, la adición de una solución de ácido fosfórico, la mezcla por agitación del aceite y el ácido y su centrifugación para la separación de las gomas, coaguladas de esta forma.

b) Neutralización. La neutralización de los aceites y de las grasas se efectúa generalmente saponificando los ácidos grasos libres con una solución de hidróxido sódico o, más raramente, con otras soluciones (hidróxido potásico, carbonato sódico... etc.) y separando, por medios físicos (decantación, centrifugación) los jabones insolubles precipitados en los aceites. Para tener menos pérdidas de aceite en la neutralización, ésta suele hacerse, en los aceites de elevada acidez, en dos etapas. Algunos aceites, como el de oliva, de baja acidez, no necesitan un proceso químico para su neutralización, les basta con una desodorización neutralizante, es decir, los ácidos libres son destilados en el proceso de desodorización.

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c) Descerado. El proceso de descerado tiene por objeto separar aquellos glicéridos de más alto punto de fusión que originan enturbiamiento y aumento de viscosidad en los aceites al bajar la temperatura, y consiste en precipitar en forma de cristales, en determinadas condiciones de temperatura-tiempo, los glicéridos saturados causantes del enturbiamiento.

d) Lavado. Para obtener aceites libres de jabones después de las operaciones de desgomado, neutralización y descerado, se debe proceder a un enérgico lavado del aceite con agua caliente ya que los jabones son siempre parcialmente solubles en el aceite neutro.

e) Secado. Para eliminar las trazas de humedad suele someterse a los aceites a un secado a vacío.

f) Decoloración. Los aceites suelen poseer sustancias colorantes heredadas de los frutos de los que se obtienen. Entre ellas podemos destacar los colores rojos debidos a los carotenoides; los amarillos, debidos a las xantofilas o los verdes, debidos a las clorofilas. El procedimiento más usado es hacer absorber las sustancias colorantes por tierras especiales o carbón activo.

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g) Winterizado de pulido. En muchos casos, después de la decoloración, suele hacerse una nueva invernación del aceite para eliminar las últimas trazas de ceras que pudieran formar una pequeña nube en la botella al enfriarse. En esto consiste la winterización de pulido.

h) Desodorización. Todavía es necesario eliminar las sustancias que proporcionan olores desagradables, y ésta es la finalidad de la desodorización. Esta, se lleva a cabo mediante la destilación de las sustancias malolientes bajo vacíos 2-3 mm de mercurio y con inyección de vapor vivo, debido a que las sustancias que confieren mal olor al aceite suelen ser más volátiles que los triglicéridos.

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1.1.7. Especificaciones de materias primas y productos (in&out). La aceituna es el fruto de un árbol de la familia de las Oleáceas, originario de la cuenca mediterránea y que se cultiva en casi todos los países de esta zona. En el último siglo se han plantado olivos en California, en América Central y del sur y en algunas zonas de Australia. La producción de aceitunas por hectárea varía notablemente, con límites entre 300 y 1000kg. La aceituna es una drupa oval, de sección circular y de unos 15-30 mm de largo y 15-20 mm de diámetro. El fruto se compone de las siguientes partes: -

Piel, verdinegra (según maduración);

-

Pulpa, verdiblanca;

-

Hueso, amarillo-marrón, duro;

-

Almendra, blancoamarillenta.

La composición del fruto fresco presenta los siguientes límites: -

Piel, del 1 al 2 por 100;

-

Pulpa, del 63 al 86 por 100;

-

Hueso, del 10 al 30 por 100;

-

Almendra, del 2 al 6 por 100.

El aceite se encuentra contenido fundamentalmente en la pulpa, y el porcentaje de aceite en el fruto oscila entre el 20 al 30 por 100, llegando a veces al 35 por 100. El contenido de agua oscila entre el 35 y el 50 por 100. En la figura 1 se representa la cuenca mediterránea con las áreas de cultivo del olivo.

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Figura 1

El esquema de proceso de la aceituna se recoge en la figura 2.

ACEITUNAS LAVADO TRITURACIÓN PRENSADO

ORUJO

ACEITE DE PRENSAS

SECADO CENTRIFUGACIÓN

ACEITE VIRGEN DE OLIVA

EXTRACCIÓN POR SOLVENTE

ACEITE DE ORUJO

ORUJO

Figura 2

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Los productos obtenidos del procesado de la aceituna son: -

Aceite de oliva, del 15% al 22%;

-

Orujo (con un 5% al 19% de aceite), del 30% al 40%;

-

Agua de vegetación, del 35 al 45%.

El orujo virgen fresco tiene la siguiente composición: -

Agua, del 20% al 30%;

-

Grasa, del 6% al 10%;

-

Piel, del 7% al 8%;

-

Hueso, del 35 al 45%;

El aceite de oliva virgen se comercializa directamente, mientras que el aceite de orujo puede tener dos destinos: el de baja o media acidez se refina y se hace comestible (objeto del proyecto a desarrollar); el de alta acidez se utiliza normalmente para jabón. También será necesario refinar aceites de prensa (lampantes), por tener una excesiva coloración, y acidez.

Los aceites de semillas tienen composición y naturaleza similar a la del orujo con pequeñas diferencias y por tanto se tratarán como él. El orujo y los aceites de semilla se caracterizarán por su contenido en ceras, que son glicéridos de elevado peso molecular y temperatura de fusión.

Para la obtención de una producción de 120 Tm/día de

aceite refinado de

composición apta para el consumo humano, tomando como representativa la siguiente:

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Aceite

99,965 %

Lecitinas

2 ppm

a.g.l.

0,03 %

Jabón

X

Ceras

40 ppm

Humedad

X

Pigmentos 0,02 ppm Volátiles

10 ppm

Hexano

1 ppm

En una refinería de aceite vegetal como ya hemos expuesto a lo largo del fundamento del proyecto consta de siete procesos, cada se lleva acabo bajo unas condiciones de operación, una serie de componentes introducidos y una serie de componentes eliminados. El refino es la eliminación de esos componentes no deseables, por lo que un buen refino se conseguirá con una eficiencia en estas separaciones y siempre asegurando unas pérdidas de aceite pequeñas.

En la tabla siguiente se muestran los componentes eliminados e introducidos correspondientes a cada uno de los procesos del refino de aceites vegetales:

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PROCESO

COMPONENTES ELIMINADOS

COMPONENTES INTRODUCIDOS

------------

a.g.l.

Almacenaje

-

Gomas Fosfátidos Glicolípidos Proteínas

Neutralización

-

a.g.l. Fosfátidos residuales Subproductos oxidantes Componentes metálicos Insecticidas organofosforosos

Agua Jabón

Descerado

-

Cera Sustancias insolubles a baja Tª

Agua Solución electrolítica o Sosa

Lavado

-

Jabón Trazas de Fosfátidos residuales

-

Agua

-

Pigmentos (clorofila y carotenos) Jabón HC policíclicos

Desgomado

Secado

Decoloración -

Desodorización

-

a.g.l. Sabor Pesticidas organoclórico Esteroles y tocoferoles Peróxidos y subproductos degradados

Ácido fosfórico Agua

Agua

-----------

Peróxidos son destruidos y se forman isómeros de doble enlace

Isómeros Dímeros

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Teniendo en cuenta los procesos que en el refino de aceite se tienen que llevar a cabo, el balance de materia necesario para obtener dicho aceite a partir de un aceite de orujo (caso más desfavorable que el aceite de oliva lampante) de composición representativa: Aceite

96,965 %

Lecitinas

1,5 %

a.g.l.

6%

Jabón

X

Ceras

600 ppm

Humedad

0,2%

Pigmentos

12 ppm

Volátiles

2000 ppm

Hexano

200 ppm

Y se estima que anualmente se tendrá:

•

CONSUMO ANUAL DE MATERIAS PRIMAS.-

ACEITE DE ORUJO 6º ACIDEZ MEDIA:

8.367

Tm

ACEITE DE OLIVA LAMPANTE:

16.734

Tm

ACEITE DE GIRASOL:

8.367

Tm

Tierras de diatomeas de filtración:

60

Tm

Tierras de decoloración:

1140

Tm

Carbón vegetal activado de decoloración:

86

Tm

17

•

Sosa cáustica (4,2 N):

1.980

Tm

Ácido fosfórico (75% (p)):

1.000

Tm

Ácido cítrico:

60

Tm

Salmuera:

900

Tm

Nitrógeno:

15

Tm

ACEITE DE ORUJO REFINADO:

7.500

Tm

ACEITE DE OLIVA REFINADO:

15.000

Tm

ACEITE DE GIRASOL

7.500

Tm

Jabones y ceras de refinación:

2.645

Tm

Aceite perdido en las tierras:

450,7

Tm

Destilados de desodorización:

170,9

Tm

PRODUCTOS A OBTENER ANUALMENTE.-

El proceso al utilizar reactivos peligrosos, es necesario incluir la hoja de datos de dichos materiales peligrosos. Estas se encuentran incluidas en el anexo I y recogen las propiedades de dichos reactivos peligrosos, para el Ácido Fosfórico y para la Sosa Cáustica.

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1.1.8. Descripción de los equipos (resultado de la memoria de cálculo). a) Desgomado.-

Depósito pulmón de alimentación al proceso (D101). Es un depósito nodriza de acero inoxidable para aceite crudo, cilíndrico horizontal de volumen 35 m3. De Ф=3,2 m y L=4,5m.

-

Filtro de aceite tipo cesto, construido en acero inoxidable AISI-316.

-

Dos bombas de alimentación (una en reserva) (p101A/B). Dos bombas Grundfos Modelo CRNE 8-60.

CRNE 8-60 Código: 42647306 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular en línea para instalación en sistemas de tuberías y montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, cámaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos PJE. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere un funcionamiento controlado de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MAX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible mediante el Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA,

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- sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, Posición Contar Descripción Precio unitario - tensión de alimentación 24 V para sensor, Imax = 25 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial) - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 87 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 7.15 m³/h Altura nominal: 49.8 m Altura proporcionada bomba: 41 m Tipo de cierre: BUBV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-4.7 m Conexión de tubería, estándar: PJE Dimensión de conexión de tubería: 60,3 mm Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerancia de tensión: Corriente nominal: 5.35 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.77 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 345):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 55 kg Volumen: 0.11 m³

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-

Filtros (F101A/B). Caudal a filtrar 7,15 m3/h de aceite crudo.

-

Caudalímetro másico de aceite, magnético, 0-10.000 kg/h.

-

Intercambiador recuperador aceite/aceite E111 de potencia 100kw. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de características:

Aplicación Funciones generales de calentamiento y enfriamiento. Modelo Standard El intercambiador de placas consiste en un paquete de placas metálicas corrugadas con portillas para el paso de los dos fluidos entre los cuales se produce el intercambio de calor.

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El paquete de placas están montadas entre un plato marco y un plato móvil de presión y comprimido por tornillos estancos. Las placas están ajustadas con un relleno el cual encierra los canales interpoladores y da dirección el fluido hacia los alternativos

canales.

El

numero

de

placas

esta

determinado por el ratio de flujo, las propiedades físicas del fluido, perdida de presión y la temperatura programada. Las placas corrugadas promueven la turbulencia del fluido y mantienen los platos contra la presión diferencial. Las placas y las placas de presión están suspendidas de una barra superior de transporte y localizada por una barra inferior de guía, ambas están sujetadas por una columna soporte. Las conexiones están localizadas en la placa marco o, si uno u otro o ambos fluidos hacen más que un único pase sin la unidad, en el plato del marco y en el de la presión. M15B-FM Capacidades típicas Ratio del flujo de líquido: Más de

80 kg/s,

dependiendo en medida de la pérdida de presión y de las temperaturas programadas. Tipos de placas M15B, M15E y M15M Tipos de bastidor FM, FG, FD y FML Principio de trabajo Los canales están formados entre las placas y la abertura de la esquina está dispuesta de forma que los dos flujos medios atraviesan los canales alternativamente. El calor es transferido a través de las placas entre canales, y el completo contador de flujo de corriente está creado para una máxima eficiencia posible. La corrugación de las placas proporcionan

el

intercambio

entre

placas,

mantienen a las placas contra la adyacencia e intensifican

la

turbulencia,

resultando

una

transferencia eficiente de calor.

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Materiales estándares Placa bastidor: acero templado, pintado con resina de epoxi. Parte saliente: Acero al carbono. Revestimiento: Acero inoxid, caucho, titanio. Placas: Acero inoxidable: AISI 304, AISI 316. Titanio, aleación C-276, aleación 254 SMO Relleno (Clip-on/Tape-on, Glued): Nitrile Nitrile hydrogenated, EPDM Viton® G, AL-EPDM, Conexiones FML

Size 150mm

FM8

Size 150mm

FG8

Size 150mm

FD8

Size 150mm

FD10

Size 150mm

DIN 2501 PN10 DIN 2501 PN10 or ANSI 150 DIN 2501 PN16 or ANSI 150 DIN 2501 PN40 or ANSI 300 DIN ANSI 400

Technical data. Max. working pressure FML/FM8 FG8 FD8 FD10

10 bar over pressure 16 bar over pressure 30 bar over pressure 400 psi over pressure

Maximum heat transfer surface: 390 m² (4,200 sq. ft)

-

Intercambiador

de

calor

aceite/vapor E112. Intercambiador de placas Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 120 kw, de características: Aplicaciones Funciones

generales

de

calentamiento

y

enfriamiento. Calentamiento mediante vapor. Diseño estandard

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El intercambiador de placas consiste en un paquete de placas metálicas corrugadas con portillas para el paso de los dos fluidos entre los cuales se produce el intercambio de calor. El paquete de placas están montadas entre un plato marco y un plato móvil de presión y comprimido por tornillos estancos. Las placas están ajustadas con un relleno el cual encierra los canales interpoladores y da dirección

el

canales.

El

determinado

fluido

hacia

numero por

el

los

de

alternativos

placas

ratio

de

flujo,

esta las

propiedades físicas del fluido, perdida de presión y la temperatura programada. Las

placas

corrugadas

promueven

la

turbulencia del fluido y mantienen los platos contra la presión diferencial. Las placas y las placas de presión están suspendidas

de

una

barra

superior

de

transporte y localizada por una barra inferior de guía, ambas están sujetadas por una columna soporte. Las conexiones están localizadas en la placa marco o, si uno u otro o ambos fluidos hacen más que un único pase sin la unidad, en el plato del marco y en el de la presión.

Capacidades típicas Liquid flow rate: Up to 4 kg/s, depending on media, permitted pressure drop and temperature program. Water heating by steam 50 to 250 kW

Plate types M3 and M3-X, where M3 provides parallel and M3-X diagonal flow (see figures on the next page). M3D, double wall plates.

Frame types FM, FG and FGL

Principio de trabajo Los canales están formados entre las placas y la abertura de la esquina está dispuesta de forma que los dos flujos medios atraviesan los canales alternativamente. El calor es transferido a través de las placas entre canales, y el completo contador de flujo de corriente está creado para una máxima eficiencia posible. La corrugación de

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las placas proporcionan el intercambio entre placas, mantienen a las placas contra la adyacencia e intensifican la turbulencia, resultando una transferencia eficiente de calor.

Standard materials Frame plate. Mild steel, Epoxy painted Nozzles: Stainless steel AISI 316, Titanium Plates: Stainless steel AISI 316 or Titanium Gaskets M3 Nitrile, EPDM, HeatSeal F™ M3X Nitrile, EPDM, Viton® M3D Nitrile, EPDM

Connections Straight pipe thread ISO-R 11⁄4 " Straight pipe thread ISO-G 1⁄4"

Technical data Mechanical design pressure (g) / temperature FM 1.0 MPa / 180°C FG 1.6 MPa / 180°C FGL 1.0 MPa / 130°C Maximum heat transfer surface 3.9 m² (40 sq. ft)

Particulars required for quotation – Flow rates or heat load – Temperature program – Physical properties of liquids in question (if not water) – Desired working pressure – Maximum permitted pressure drop – Available steam pressure

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-

Mezclador M111. Mezcladora de ácido fosfórico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Especificaciones técnicas.-

Descripción: Los mezcladores de la serie Mx están especialmente desarrollados para realizar tareas de mezclado en los procesos industriales de aceites y grasas comestibles, es decir, en plantas de neutralización y desgomado. Su diseño se basa en el concepto MicroMerge (patentado), para obtener una máxima eficiencia en el mezclado y en el aprovechamiento de los aditivos. Una zona de dispersión pequeña permite una dispersión óptima con bajo consumo energético, mientas que el tiempo de contacto necesario se consigue en una zona de mezclado de baja fuerza cortante. Los mezcladores tienen dos entradas separadas. El aceite puede enviarse en su totalidad a la zona de dispersión, o también en diferentes grados a la zona de mezcla. Por tanto, el mezclado es flexible, fácil de optimizar, y evita la formación de emulsiones. La gama existente, de tres modelos, cubre capacidades de hasta 700 tn/dia. Todas las unidades cumplen los requisitos higiénicos necesarios, las partes en contacto con el producto son de acero inoxidable, están preparadas para limpiezas in situ y diseñadas para realizar de forma continua un trabajo pesado. Existen diferentes unidades transmisoras. Los motores de velocidad controlada por frecuencia aportan flexibilidad para su adaptación a distintos tipos de aceites y procesos, y están especialmente recomendados para el mezclado de lejías. Los motores de una sola velocidad son útiles en aplicaciones fijas y menos severas, como muchas mezclas ácidas y tareas de lavado con agua. Los mezcladores MX marcan unas nuevas pautas de utilización eficiente de aditivos, bajo consumo energético, y ofrecen gran versatilidad para distintas tareas de mezclado.

26

MX 60

MX 80

MX 90

Volumen

50

115

170

Capacidad nominal

200

450

700

Material

Partes en contacto con el producto en acero inoxidable a prueba de ácido, Viton, Buna-N o PTFE.

Máx. temperatura de operación (ºC) Máx. temperatura de diseño (ºC)

Rango de viscosidad del producto (cts) Una Motor velocidad (Kw) Velocidad variable

Motor una velocidad Velocidad (rpm)

MX 90

7,5

11,0

15,0

950

725

725

Motor Varivelocidad

150-1.500

100

Velocidad máxima (r.p.m.)

1.500

125

Clase de protección

IP54

Peso neto (Kg)

10

Máx. presión (bar)

Max. Potencia (Kw)

MX MX 60 80

Sin motor

75

230

280

Con motor

127

335

425

10-100 4,0

5,5

7,5

5,5

7,5

11,0

27

-

Madurador agitado MA101. Consiste en un depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 2,4 m3, de diámetro 1m y de altura 3m. Agitado por un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval de 5 CV, que producirá una mezcla rápida y vigorosa del aceite con el ácido fosfórico. LKRE agitador Materiales: Partes de acero: acero inoxidable AISI 304. Cojinetes: Refuerzo PTFE. Precinto de caucho: Nitrile (NBR). Precinto del eje: Carbono/acero inoxidable.

Operacion El agitador causa el movimiento del producto, siendo el resultado dos tipos distintos de flujos o corrientes. Primeramente un flujo principal el cual desplaza el liquido a una gran distancia, y el segundo crea un efecto remolino (turbulencia), que destroza el flujo principal y desplaza el liquido a una distancia corta (fig. 1). El especial diseño de la boquilla de propulsión alrededor

de

la

hélice

provoca

una

succión

concentrada y una acción de chorro la cual lleva a una mezcla efectiva.

Fig.1

28

-

Bomba (p102). Bomba Grundfos CR 8-40.

Código: 42507104 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas Oval. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 25 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 8.7 m³/h Altura nominal: 33 m Altura proporcionada bomba: 32 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-4.8 m Conexión de tubería, estándar: Oval Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90SA Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.5 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,90/3,40 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 630-690 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,85-0,79 Velocidad nominal: 2860-2890 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 39 kg Peso bruto: 43 kg Volumen: 0.08 m³

29

30

-

Intercambiador de calor aceite/vapor E103. Intercambiador de placas modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El igual al E112.

-

Mezclador M112. Mezcladora de sosa cáustica-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111.

-

Separadora centrífuga de gomas y jabones S111. Separadora PX65 Alfa Laval para aceites y grasas.

Descripción: ƒ

APLICACIÓN.- La PX65 está diseñada para el desgomado, descerado, neutralización y lavado en régimen continuo de aceites y grasas, tales como lodo tipo de aceites vegetales, sebos, mantecas y aceites de pescado.

ƒ

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.- El producto entra en la separadora a través de un eje hueco situado en la parte inferior de la máquina, ascendiendo por el interior del rotor. La fuerza centrífuga produce la separación, forzando a las partículas más pesadas (lodos y otros productos de mayor densidad) hacia la periferia del bol, mientras que la fase ligera fluye hacia el centro de dicho bol. Lo lodos se acumulan en el espacio reservado para los mismos en la periferia del bol, y se descargan automáticamente. La fase pesada se bombea fuera de la centrífuga a través de la salida correspondiente, situada en la parte superior. Igualmente, la fase ligera se bombea hacia fases posteriores del proceso, a través de una salida independiente.

ƒ

CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO.- La PX65 se basa en un concepto de diseño exclusivo y semihermético. La entrada hermética situada en la parte inferior de la máquina asegura una

31

aceleración suave y no destructiva del producto entrante hasta alcanzar la velocidad máxima de giro del bol. Las salidas de las fases ligera y pesada están abiertas, por lo que son menores las pérdidas de carga en la separadora. De esta forma se reduce al mínimo la presión necesaria de entrada a la máquina. Las salidas están equipadas con discos centrípetos estacionarios para la extracción de las diferentes fases. El disco de la fase ligera es fijo, mientras que el de la fase pesada es ajustable. Ajustando un posicionador situado en la salida de la fase pesada, el operador puede reducir o ampliar el diámetro del disco. Esta innovación hace posible el ajuste de la posición de la interfase de separación en el paquete de discos durante el funcionamiento de la máquina, facilitando una óptima separación. El bol de la PX65 está especialmente diseñado para la separación de aceites y grasas. Su nueva geometría permite unas pérdidas de carga mínimas y unos caudales altos. Pensando en el medio ambiente, la PX65 está diseñada para funcionar con bajos niveles de ruido. Esto se consigue gracias al montaje de rodamientos amortiguados con goma, a un bastidor encamisado y a un diseño de la salida del rotor de bajo ruido. ƒ

EQUIPO ESTANDAR.- Cada PX65 viene completa con unidad de control, motor eléctrico, conexiones de entrada y salida, equipo auxiliar, piezas de repuesto y herramientas.

Especificaciones técnicas.Desgomado, neutralización y lavado........................8.500 kg/h Dewaxing ...………………………………………………… 4.200 kg/h

32

Dimensiones.-

33

-

Depósito de pastas D104. De volumen 225 m3, para ello necesitamos 4 depósitos cilíndricos verticales de diámetro 3 m y altura 8 m. Construidos en acero inoxidable y con los sistemas necesarios de seguridad.

-

Bomba de pastas p104. Bomba de pistón mod. Bretones BREMAN BDPIII para evacuación de pastas de los depósitos de la caja múltiple, de 7,5 CV.

Las partes metálicas están fabricadas en acero al carbono excepto las partes que entran en contacto con el producto a impulsar que son de acero inoxidable. Los rodamientos son de marcas de alta calidad, para los elementos de rozadura se utilizan plásticos asépticos de uso alimentario. El mecanismo de accionamiento del pistón se compone de una excéntrica o leva accionada por un motoreductor, que junto con la biela que mueve, se alojan en un recipiente cerrado que contiene aceite de engrase, lo que supone un mínimo desgaste del mecanismo. El modelo BREMAN BDP-III lleva motores de 10 a 30 CV y caudales entre 200 y 1000 TN/día a alta presión para poder elevar y mandar a grandes distancias.

34

-

Depósito de ácido fosfórico DA102. Depósito cilíndrico horizontal de 33,5 m3, de 3m de diámetro y 5m de largo. Construido en “Plástico reforzado con fibra de vidrio”.

-

Bomba de ácido fosfórico pDA103. Bomba centrífuga de 1 CV para ácido fosfórico.

-

Depósito de sosa cáustica DS103. Depósito cilíndrico horizontal de 43,5 m3, de 3m de diámetro y 6,5m de largo. Construido en acero al carbono.

-

Bomba de sosa cáustica pDS105. Bomba centrífuga de 2 CV para sosa cáustica.

-

Depósito para sosa cáustica para la preparación de la solución básica.

-

Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de H3PO4 DC112. Depósito en acero inoxidable de volumen 0,5 m3 con caudalímetro de vidrio 0-250 l y bomba dosificadora de 0,5 CV.

-

Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de NaOH DC113. Depósito en acero inoxidable de volumen 0,5 m3 con caudalímetro de vidrio 0-500 l.

35

b. Winterización (descerado): -

Bomba p201. Bomba Grundfos CR8-50.

Código: 42507105 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías de montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas Oval. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 13 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 7.19 m³/h Altura nominal: 42.3 m Altura proporcionada bomba: 47.5 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-2.3 m Conexión de tubería, estándar: Oval Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 8,25/4,75 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 700-760 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,87-0,82 Velocidad nominal: 2860-2890 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 43 kg Peso bruto: 47 kg Volumen: 0.09 m³

36

37

-

Intercambiador de calor aceite-agua E211. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 80kw de potencia.

-

Intercambiador de calor aceite-agua glicolada E212. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 80kw de potencia.

-

Madurador agitado de baja velocidad (10-12r.p.m.) MA201. Es un depósito cilíndrico vertical de 1m de diámetro y 3 m de altura. Es un mezclador de baja velocidad de sosa, salmuera y aceite. Construido el depósito en acero inoxidable con un “agitador LKR-5”.

Materiales Partes húmedas de acero: acero inoxidable AISI 304 o acero resistente al ácido AISI 316L. Otras partes de acero: Acero inoxidable AISI 304. Sellos del producto húmedo: EPDM caucho. Sello hélice (muelle buscado) Rugido: EPDM caucho. Sello del anillo rotativo: Carbono. Sello del anillo estacionario: Carburo de silicio. Terminación del acero: Semi-bright. Motor y soporte: Pintado.

-

Bomba p202. Igual que la p102.

38

-

Cristalizadores agitados con refrigeración interna C201A/B. Son tres depósitos de 25 m3 cada uno de acero inoxidable y encamisados para la circulación del fluido refrigerante y producirse el enfriamiento necesario. Son depósitos cilíndricos verticales de 3,5 m de diámetro y 4,5 m de altura. Detallados en el plano nº 2.1.8.

-

Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de Sosa (5ºBe) DC211. Igual que DC112.

-

Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de salmuera de alta (8ºBe) DC212. Igual que DC111.

-

Bomba de engranajes p203. Igual que la p201 (CR 8-50).

-

Intercambiador de calor aceite-vapor E203. Intercambiador de placas Modelo M3-X de flujo diagonal de 60 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. Es igual al E112.

-

Separadora centrífuga de descerado S211. Separadora PX80 de Alfa Laval para aceites y grasas.

Descripción: ƒ

APLICACIÓN.- La PX80 está diseñada para el desgomado,

descerado,

neutralización

y

lavado en régimen continuo de aceites y grasas, tales como lodo tipo de aceites vegetales, sebos, mantecas y aceites de pescado.

39

ƒ

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.- El producto entra en la separadora a través de un eje hueco situado en la parte inferior de la máquina, ascendiendo por el interior del rotor. La fuerza centrífuga produce la separación, forzando a las partículas más pesadas (lodos y otros productos de mayor densidad) hacia la periferia del bol, mientras que la fase ligera fluye hacia el centro de dicho bol. Lo lodos se acumulan en el espacio reservado para los mismos en la periferia del bol, y se descargan automáticamente. La fase pesada se bombea fuera de la centrífuga a través de la salida correspondiente, situada en la parte superior. Igualmente, la fase ligera

se

bombea

hacia

fases

posteriores del proceso, a través de una salida independiente. ƒ

CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO.- La PX80 se basa en un concepto de diseño exclusivo y semihermético. La entrada hermética situada en la parte inferior de la máquina asegura una aceleración suave y no destructiva del producto entrante hasta alcanzar la velocidad máxima de giro del bol. Las salidas de las fases ligera y pesada están abiertas, por lo que son menores las pérdidas de carga en la separadora. De esta forma se reduce al mínimo la presión necesaria de entrada a la máquina. Las salidas están equipadas con discos centrípetos estacionarios para la extracción de las diferentes fases. El disco de la fase ligera es fijo, mientras que el de la fase pesada es ajustable. Ajustando un posicionador situado en la salida de la fase pesada, el operador puede reducir o ampliar el diámetro del disco. Esta innovación hace posible el ajuste de la posición de la interfase de separación en el paquete de discos durante el funcionamiento de la máquina, facilitando una óptima separación. El bol de la PX80 está especialmente diseñado para la separación

de

aceites

y

grasas.

Su

nueva

geometría permite unas pérdidas de carga mínimas y unos caudales altos.

40

Pensando en el medio ambiente, la PX80 está diseñada para funcionar con bajos niveles de ruido. Esto se consigue gracias al montaje de rodamientos amortiguados con goma, a un bastidor encamisado y a un diseño de la salida del rotor de bajo ruido. ƒ

EQUIPO ESTANDAR.- Cada PX80 viene completa con unidad de control, motor eléctrico, conexiones de entrada y salida, equipo auxiliar, piezas de repuesto y herramientas.

Especificaciones técnicas.Desgomado, neutralización y lavado....18,750 kg/h Descerado..………………………………….. 8,000 kg/h

Dimensiones.-

41

c. Lavado. - Bomba p301. Bomba Grundfos CHI 12-30. Código: 4F518030 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 87 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 10 m³/h Caudal de bomba: 7.25 m³/h Altura nominal: 50 m Altura proporcionada bomba: 48.3 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:-5.5 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 3310 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 10,4/6,0 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 57,0/33,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 23.9 kg Peso bruto: 26.7 kg Volumen: 0.04 m³

42

43

-

Intercambiador

recuperador

de

calor

aceite-aceite

E311.

Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de potencia 140kw. De características iguales al E111.

-

Intercambiador de calor aceite-vapor E312. Intercambiador de placas modelo es M3-X de flujo diagonal de 100 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. igual al E112.

-

Depósito para agua de lavado. Depósito para agua descalcificada de 2m3, cilíndrico vertical de 1,5 m de diámetro y 1,2 m de altura, construido en acero al carbono.

-

Madurador agitado MA301. Consiste en un depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 0,5 m3, de diámetro 1,2 m y de altura 0,5 m. Agitado por un agitador modelo “LKRE agitador” de Alfa Laval que producirá una mezcla rápida y vigorosa del aceite con el agua caliente.

-

Bomba p302. Bomba Grundfos CH 8-30.

Código: 4N508015 Bomba horizontal centrífuga multicelular Bomba centrífuga multicelular con boca de aspiración axial y boca de descarga radial, acoplamiento cerrado con un motor trifásico. La bomba y el motor están montados en una bancada común. La bomba tiene un cierre mecánico. Los impulsores, cámaras intermedias y eje son de acero inoxidable. Las cámaras de aspiración y descarga son de fundición con capa galvánica (GG20). Líquido: Temperatura min. del líquido: 0 deg C Temperatura max. del líquido: 90 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s

44

Datos técnicos: Caudal nominal: 8 m³/h Caudal de bomba: 7 m³/h Altura nominal: 21 m Altura proporcionada bomba: 15 m Tipo de cierre: CVBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: 0 deg C Temperatura ambiente max.: 55 deg C Presión del sistema: 6 bar Presión max.a temp. de trabajo: 6/90 bardgC Presión min.a temp. de trabajo: 10/40 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:1.6 m Dimensión, entrada bomba: Rp 1 1/2 Dimensión, descarga bomba: Rp 1 1/4 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1020 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 3,1-1,8 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 18.2/10.5 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3:

Grado de protección (IEC 34-5):54 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 17 kg Peso bruto: 19 kg

45

-

Separadoras centrífugas de lavado S311A/B.

Dos separadoras

centrífugas Alfa Laval PX65 para lavado, iguales que la S111.

-

Bomba p313. Bomba Grundfos CH 12-30.

Código: 4P508015 Bomba horizontal centrífuga multicelular Bomba centrífuga multicelular con boca de aspiración axial y boca de descarga radial, acoplamiento cerrado con un motor trifásico. La bomba y el motor están montados en una bancada común. La bomba tiene un cierre mecánico. Los impulsores, cámaras intermedias y eje son de acero inoxidable. Las cámaras de aspiración y descarga son de fundición con capa galvánica (GG20). Líquido: Temperatura min. del líquido: 0 deg C Temperatura max. del líquido: 90 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 12 m³/h Caudal de bomba: 7 m³/h Altura nominal: 21 m Altura proporcionada bomba: 25 m Tipo de cierre: CVBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr.

46

Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: 0 deg C Temperatura ambiente max.: 55 deg C Presión del sistema: 6 bar Presión max.a temp. de trabajo: 6/90 bardgC Presión min.a temp. de trabajo: 10/40 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:0.9 m Dimensión, entrada bomba: Rp 1 1/2 Dimensión, descarga bomba: Rp 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1620 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,5-3,2 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 26,0/15,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):54 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 19 kg Peso bruto: 21 kg Volumen: 0.04 m³

47

-

Intercambiador de calor aceite/vapor E313. Intercambiador de placas modelo Alfa Laval M3-X de flujo diagonal de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. Es igual al E112.

-

Mezclador rápido M311. Mezcladora de agua caliente-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111.

-

Decantador de aguas jabonosas, recuperador de aceite T301. Balsa trapezoidal de volumen 4,2 m3, con separador de aceite, agua y lodos. Con las siguientes bombas para la evacuación de los subproductos: ‚

Bomba centrífuga de velocidad variable para aceite recuperado pT301h (3 CV).

‚

Bomba agua recuperada a torre de refrigeración de aguas sucias (5CV).

‚

Bomba de aguas de vertido pT302w (3 CV).

48

d. Secado. -

Bomba p401. Bomba Grundfos modelo CRI 5-6.

Código: 96449299 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, camaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4408 DIN W.-Nr.. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos Clamp. El motor es un motor CA 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 5.7 m³/h Caudal de bomba: 6.11 m³/h Altura nominal: 28.6 m Altura proporcionada bomba: 25.9 m Tipo de cierre: HUBE Certificados en placa: CE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4408 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 25 bar Presión max.a temp. de trabajo: 25/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:3.1 m Conexión de tubería, estándar: Clamp Dimensión de conexión de tubería: 59 mm Dimensión de la brida del motor: FT100 Datos eléctricos: Tipo de motor: 80B Nº de polos: 2 Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.1 kW Pot. (P2) requerida por bomba:1.1 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240 D/380-415 Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 4,50/2,60 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 580-630 % Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0,81-0,75 Velocidad nominal: 2820-2850 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 21.5 kg Peso bruto: 24 kg

49

Volumen: 0.05 m³

50

-

Intercambiador de calor aceite/vapor E411. Intercambiador de placas de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El Modelo es Alfa Laval M3-X de flujo diagonal igual al E112.

-

Depósito con bomba dosificadora y caudalímetro de ácido cítrico DC411. Igual que el DC111.

-

Mezclador rápido M311. Mezcladora de ácido cítrico-aceite Mx60 Alfa Laval para aceites y grasas. Igual al M111.

-

Secadora a vacío para aceite CH411. Secadora de volumen 2,5 m3, cilíndrico vertical de diámetro 1,5 m y altura 1,5 m. Con deflectores para evitar la formación de espumas y asegurar así la evaporación total del agua contenida en el aceite.

-

Bomba de anillo líquido para provocar un vacío en el secadero p403. El vacío necesario en el secadero es de 30-60 mmca Hg. Bomba Monoblock de anillo líquido.

51

-

Bomba de salida de la secadora hasta depósito pulmón, p402. Bomba Grundfos modelo CHI 8-10.

Código: 4E518010 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 7.5 m³/h Caudal de bomba: 6.08 m³/h Altura nominal: 12 m Altura proporcionada bomba: 14.6 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:2.3 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 720 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz

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Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 2,4/1,4 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 13,2/7,6 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 10.5 kg Peso bruto: 12.9 kg Volumen: 0.04 m³

53

e. Decoloración (blanqueo). -

Bomba p501. Bomba Grundfos modelo CHI 8-25.

Código: 4E518025 Bomba centrífuga horizontal, multicelular, no autocebante con boca de aspiración axial y boca de descarga radial. La compacta unidad tiene cierre mecánico según DIN 24960 y eje que atraviesa el conjunto motor/bomba. La bomba y el motor están montados en una bancada común y todos los componentes de la bomba en contacto con el líquido bombeado son de acero inoxidable. El motor es un motor 3-fásico. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 110 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Caudal nominal: 7.5 m³/h Caudal de bomba: 6.5 m³/h Altura nominal: 32 m Altura proporcionada bomba: 35.3 m Tipo de cierre: BQQV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente min.: -15 deg C Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 10 bar Presión max.de trabajo: 10 bar Presión min. de entrada a caudal max.:2.4 m Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2/G 1 1/2 Datos eléctricos: Potencia de entrada (P1): 1730 W Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 220-240D/380-415Y V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5,8/3,4 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque: 27,5/16,0 A Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 14.3 kg Peso bruto: 16.7 kg Volumen: 0.04 m³

54

-

55

-

Intercambiador de calor aceite/vapor E511. Intercambiador de placas de 50 kw. Utiliza vapor de presión de timbre 3 kg/cm2. El Modelo es Alfa Laval M3-X de flujo diagonal igual al E112.

-

Silo para tierras de decoloración S521. El caudal másico de tierras que se añade es del orden de 190 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador.

-

Silo para carbón activo S522. El caudal másico de carbón activo que se añade es del orden de 15 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador.

-

Silo para tierras de filtración S523. El caudal másico de tierras de filtración que se añade es del orden de 10,35 kg/h. Construido en acero inoxidable y con dosificador.

-

Decoloradora B511. Decoloradora a presión cilíndrico vertical de 3 m3, construida en acero inoxidable AISI-304. Con agitador vertical de 15 CV. De dimensiones: 1,6 m de diámetro y 1,5 m de altura. El vacío necesario es de 10 mmHg provocado por una bomba de anillo líquido p504 igual a la p403.

-

Bomba de salida del decolorador p512. Bomba centrífuga de velocidad variable, para un caudal de 10.000 l/h, y una potencia de 5,5 CV. Colocada a la salida de la decoloradora para envío de aceites a filtros.

56

-

Filtros para aceite F51A. Dos filtros cilíndricos verticales (Niágara) a presión de 13 placas, 49,5 m2 de superficie filtrante cada uno, con válvulas de mariposa con reductor manual DN400, para descarga.

Dos filtros “Pressure Leaf Filter” de Amafilter El pressure leaf filter es un sistema de filtrado por presión largamente comprobado, más de 5000 han sido vendidas por Amafilter Mundial. Un “pressure leaf filter” consiste en hojas filtrantes hechas cada una de diversas capas de malla de alambre. La capa inferior es una malla gruesa para la descarga del líquido filtrado y soporte de las capas exteriores. Debido a esta extraordinaria construcción, no son posibles depósitos de partículas o impurezas dentro de las hojas filtrantes porque hay un constante flujo en la malla gruesa y dentro del armazón tubular. Una mínima pérdida de presión dentro de las hojas esta garantizado para un ratio elevado de filtración. El diseño Amafilter, originalmente la clase Niágara, ha sido mejorado continuamente en los últimos 50 años. Vertical.- Para la descarga de la torta seca del “pressure leaf filter”, la torta filtrada es secada con aire comprimido, gas inerte o vapor, antes de la descarga de la torta por vibración (neumático) conectado directamente al refuerzo del lado superior de las hojas de filtrado. La evacuación de la torta es mediante una válvula de mariposa o válvula corredera, o una puerta de torta. En el caso de una descarga de torta húmeda, los filtros son hechos a medida con un tubo oscilante de compuerta, el cual esta localizado encima de las hojas. La torta filtrada es descargada como una pasta concentrada a través del cono inferior. La válvula de descarga es de mariposa como se indica en la figura 2: Y un esquema de cómo

queda

instalación

de

la los

filtros en la planta es:

57

Y además cuenta con los siguientes elementos supletorios: o Sinfín para torta de los filtros SF501. o Depósito de recogida de tortas de filtrado D505. o Sinfín de vaciado del depósito anterior.

-

Depósito de recogida de aceite de filtros D501. Depósito cilíndrico horizontal de 11 m3, construido en acero inoxidable y de dimensiones: 2 m de diámetro y 3,5 de longitud.

-

Bomba salida depósito anterior p503. Bomba Grundfos CRE 8-30.

Código: 42507303 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas OVAL. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC, con convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere controlar el funcionamiento de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación.

58

- RS485 GENIbus Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 10 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 24.5 m Altura proporcionada bomba: 15 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:1.8 m Conexión de tubería, estándar: OVAL Dimensión de conexión de tubería: Rp 1 1/2 Dimensión de la brida del motor: F100 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90SA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 1.1 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 3.1 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.72 Velocidad nominal: 700-2890 rpm Grado de protección (IEC 345):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Peso neto: 50 kg Volumen: 0.09 m³ Volumen: 0.09 m³

59

-

-

Filtro de seguridad F51B. Es un filtro “Amafilter Bubble Cap” para retener los restos de tierras que no han pasado los filtros Niágara.

60

f. Desodorización. -

Depósito pulmón para alimentar a desodorización. Depósito cilíndrico vertical de acero inoxidable de 21 m3, 3 m de diámetro y 3 de altura.

-

Bomba de salida del pulmón p601. Bomba Grundfos modelo CRNE 8-120.

Código: 42647312 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular en línea para instalación en sistemas de tuberías y montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores, cámaras intermedias y camisa exterior de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr.. - Tapa del cabezal y base de la bomba de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4401 DIN W.-Nr.. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas/acoplamientos PJE. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridasIEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. Se puede conectar un sensor externo si se requiere un funcionamiento controlado de la bomba, basado por ejemplo en el caudal, presión diferencial o temperatura. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MAX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible mediante el Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 24 V para sensor, Imax = 25 mA, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial) - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus. Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 13 mm²/s

61

Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6.5 m³/h Altura nominal: 99.9 m Altura proporcionada bomba: 60 m Tipo de cierre: BUBV Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4401 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:-3.3 m Conexión de tubería, estándar: PJE Dimensión de conexión de tubería: 60,3 mm Dimensión de la brida del motor: F130 Datos eléctricos: Tipo de motor: 112MB Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 4 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 9 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.84 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 80 kg Volumen: 0.16 m³

62

-

Intercambiador recuperador aceite/aceite E611 y E612. Intercambiador de placas Alfa Laval M15-FML de 155 kw de potencia y características como el E111.

-

Desgasificador recuperador aceite/aceite G621. VHE Economizar de 275kw de Alfa Laval. La superficie del Calentador desgasificador

Jumbo-size y el bajo contador de flujo común garantizan un 75% de recuperación del calor. Su diseño rectangular le da un bajo nivel de aceite, verdadero flujo tapón, con mínima entremezcla. Low, rectangular design gives shallow oil levels, true plug flow, with minimal intermixing. Válvulas “Multiple dram” para el rápido vaciado, y veloces cambios de stock.

-

Bomba salida del desgasificador pG612. Bomba Grundfos CRE 8-60.

Código: 42537606 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas DIN. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. La bomba lleva un sensor de presión que registra la presión de descarga de la bomba y permite controlar el funcionamiento de la bomba basado en presión constante. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V,

63

0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor de presión montado en fábrica, - entrada para control forzado a MIN o MAX (contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 8 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 49.8 m Altura proporcionada bomba: 25 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:14.6 m Conexión de tubería, estándar: DIN Dimensión de conexión de tubería: DN 40 Presión, conexión de tubería: PN 25 Dimensión de la brida del motor: F115 Datos eléctricos: Tipo de motor: 90LA Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 2.2 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 5.35 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.77 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 65 kg Volumen: 0.11 m³

64

-

Intercambiador de calor aceite/vapor E613. Intercambiador de placas AlfaRex de 75 kw de Alfa Laval, con vapor de 22 bar.

No relleno. Las placas soldadas con láser aseguran una operación por encima de 350 ºC. No requiere mantenimiento.

65

-

Desodorizador DD611. Alfa Laval SoftColumnTM. Desodorizador

destilador

para

aceite

construido totalmente en acero inoxidable AISI-304, provisto con válvulas neumáticas de

descarga,

calefacción,

serpentines

encamisado

internos exterior

de para

vapor, así como indicadores de nivel y demás

accesorios

para

su

total

funcionamiento. Utiliza vapor de presión de 30 kg/cm2. El sistema de Desodorización con Vapor a Alta Presión, sustituye al utilizado con fluido térmico, por las siguientes ventajas: ‚

Ausencia

total

del

riesgo

de

contaminación del aceite ‚

Utilización de agua en lugar de fluido térmico, que se degrada y exige su reposición periódica.

‚

Circuito

cerrado

de

agua

en

recirculación. ‚

Retorno

de

condensados

por

gravedad. ‚

Máxima seguridad, por el empleo de elementos dobles de control.

‚

Sistema

recomendado

a

nivel

europeo (próxima normativa de la C.E.E.). ‚

Amplia

lista

de

referencias

en

España, Portugal y entre otros países. ‚

66

-

Depósito salida desodorizador D602. Depósito cilíndrico horizontal de acero inoxidable de 2 m3. Con adición de ácido cítrico para eliminar los jabones residuales.

-

Bomba para depósito, p603. Bomba Grundfos CRE 8-80.

Código: 42537608 Bomba centrífuga vertical, no autocebante, multicelular, en línea para instalación en sistemas de tuberías o montaje en una cimentación. La bomba tiene las siguientes características: - Impulsores y cámaras intermedias de Acero inoxidable DIN W.-Nr. 1.4301 DIN W.-Nr.. - Cabezal y base de la bomba de Fundición. - Longitud de montaje del cierre según DIN 24960. - Transmisión de energía mediante acoplamiento ranurado de fundición. - Conexión de tubería mediante bridas DIN. La bomba lleva un motor MGE trifásico con bridas IEC y convertidor de frecuencia y controlador PI integrados en la caja de conexiones del motor. No es necesaria protección adicional del motor ya que tanto el motor como los componentes electrónicos están protegidos mediante protección incorporada contra sobrecarga y temperatura. La bomba lleva un sensor de presión que registra la presión de descarga de la bomba y permite controlar el funcionamiento de la bomba basado en presión constante. Un panel de control permite fijar el punto de ajuste necesario así como ajustar la bomba a funcionamiento MIN o MX o PARADA. El panel de control tiene luces testigo para "Funcionamiento" y "Fallo". La comunicación con la bomba es posible por medio del Control Remoto Grundfos R100 que permite ajustes adicionales así como la lectura de un número de parámetros como por ejemplo "Valor actual", "Velocidad", "Potencia" y "Consumo de energía" total. La caja de conexiones tiene terminales para la conexión de: - Arranque/parada de la bomba (contacto de libre potencial), - regulación remota externa del punto de ajuste mediante señal analógica, 0 - 5 V, 0 - 10 V, 0(4) - 20 mA, - tensión de alimentación 5 V para potenciómetro del punto de ajuste, Imax = 5 mA, - sensor de presión montado en fábrica, - entrada para control forzado a MIN o MAX

67

(contacto de libre potencial), - relé de señal de fallo de libre potencial con contacto de conmutación. - RS485 GENIbus _ Líquido: Temperatura min. del líquido: -15 deg C Temperatura max. del líquido: 120 deg C Densidad: 0.920 kg/dm3 Viscosidad cinématica: 8 mm²/s Datos técnicos: Velocidad de bomba: 2900 rpm Caudal nominal: 9.5 m³/h Caudal de bomba: 6 m³/h Altura nominal: 67 m Altura proporcionada bomba: 45 m Tipo de cierre: BUBE Materiales: Material, cuerpo hidráulico: Fundición EN-JL1030 DIN W.-Nr. Material, impulsor: Acero inoxidable 1.4301 DIN W.-Nr. Instalación: Temperatura ambiente max.: 40 deg C Presión del sistema: 16 bar Presión max.a temp. de trabajo: 16/120 bardgC Presión min. de entrada a caudal max.:14.6 m Conexión de tubería, estándar: DIN Dimensión de conexión de tubería: DN 40 Presión, conexión de tubería: PN 25 Dimensión de la brida del motor: F130 Datos eléctricos: Tipo de motor: 100LB Potencia de entrada velocidad 1-2-3: Potencia nominal (P2): 3 kW Frecuencia red: 50 Hz Tensión nominal: 3 x 380-415 V Tolerencia de tensión: Corriente nominal: 6.8 A Corriente en velocidad 1-2-3: Corriente de arranque en velocidad 1-2-3: Cos phi - factor de potencia: 0.83 Velocidad nominal: 700-2860 rpm Grado de protección (IEC 34-5):55 Clase de aislamiento (IEC 85):F Otros: Peso neto: 70 kg Volumen: 0.11 m³

68

-

Bomba p614. Bomba Grundfos CRE 8-60, igual que la p602.

-

Intercambiador

recuperador

aceite/agua

de

proceso

E614.

Intercambiador de placas Alfa Laval M15 de 30 kw de potencia.

-

Intercambiador aceite/agua de refrigeración E605. Intercambiador de placas Alfa Laval modelo M15 de 100 kw de potencia.

-

Bomba para envío a depósito de almacenaje p605. Bomba Grundfos CRE 8-30, igual que la p503.

69

-

Filtros F602A/B. Filtro de aceite tipo cesto, construido en acero inoxidable AISI-316.

-

Inyección de N2. Desarrollado en el punto 1.2.4.

-

Caldera de vapor de alta presión para desodorizador. Modelo 400 de Sistema de Desodorización con vapor a Alta Presión. En esta caldera se genera el vapor correspondiente a la etapa de desodorización.

g. Generador de vapor para servicios de intercambio de calor y vacío. No se incluye en este proyecto ya que se utilizará para estos servicios el generador de vapor ya existente “Vaycora”, que es una caldera acuotubular de combustible sólido, para 13.000 kg/h de vapor, y 6.640.00 kcal/h.

70

h. Destilados. Equipo recuperador de ácidos grasos destilados compuesto por: -

Separador- lavador de condensables.

-

Intercambiador de calor destilados/agua de refrigeración E701. Potencia 10 kw.

-

Bomba para circuito de reflujo de destilados p701.

-

Bomba de descarga de ácidos grasos destilados.

-

Depósito de almacenaje de ácidos grasos destilados. Son 5 depósitos de 30 m3 cada uno para poder alimentar a la planta piloto de destilación de ácidos grasos. Construidos en acero inoxidable y de dimensiones

i. Sistema de frío para la refrigeración de agua glicolada. Compresor de freòn para la producción de frio, con 100 CV de potencia, de 150.000 kfr/h.

j. Bodega de Depósitos. ‚

Abastecimiento (crudo): -

Aceite lampante: 5 depósitos de 500 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de orujo: 4 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de girasol: 4 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Caja de acero inoxidable para cargar los camiones o para la carga de los depósitos. Con bomba centrífuga de 10 CV.

71

‚

Reserva: -

Aceite lampante: 2 Depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de orujo: 1 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de girasol: 1 depósitos de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

‚

Almacenaje (refinado): -

Aceite lampante: 3 Depósitos inertizados de 300 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de orujo: 2 depósitos inertizados de 250 m3, construidos en acero inoxidable.

-

Aceite de girasol: 2 depósitos inertizados de 250 m3, construidos en acero inoxidable.

k. Líneas de fluidos. ‚ Línea para ACEITE: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI-304 de 2 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 500 m en total. Será calorifugada a partir del primer intercambiador de calor para evitar así unas pérdidas considerables. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es verde con dos franjas amarillas (color no normalizado por UNE).

‚

Línea para ÁCIDO FOSFÓRICO: Se trata de una tubería de acero resistente al ácido AISI-316L de 1 pulgadas de diámetro y de longitud

72

aproximada 50 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y una franja naranja (color normalizado por UNE).

‚

Línea para SOSA CAÚSTICA: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI-304 resistente a la sosa de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 70 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y dos franjas naranja (color normalizado por UNE).

‚

Línea para SALMUERA: Se trata de una tubería de acero inoxidable AISI304 de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 60 m en total. Será calorifugada en los tramos que así se requiera porque se haya aportado calor a la línea. El color de la tubería para poder identificarla en la planta es gris el cuerpo y dos franjas naranja (color normalizado por UNE).

‚

Línea para AGUA: Se trata de una tubería de acero al carbono de 1 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 75 m en total. Será calorifugada en los tramos de agua caliente y en los tramos de agua refrigerada (menor que la temperatura del ambiente). El color de la tubería para poder identificarla en la planta es verde el cuerpo y una franja azul

73

para el agua fría y dos franjas azules para el agua caliente (color normalizado por UNE).

‚

Línea para VAPOR: Se trata de una tubería de acero al carbono estirado y sin soldadura de 1,5 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 400 m en total. Será calorifugada y el color de la tubería para poder identificarla en la planta es rojo el cuerpo, y depende de la presión del vapor tendrá una franja (p < 1,5 bar abs), dos franjas (p∈[1,5 bar abs, 8 bar abs]) y tres franjas (p > 8 bar abs) (color normalizado por UNE).

‚

Línea para CONDENSADOS: Se trata de una tubería de acero al carbono de 1,5 pulgadas de diámetro y de longitud aproximada 300 m en total. No será calorifugada y el color de la tubería para poder identificarla en la planta es azul claro el cuerpo (color no normalizado por UNE).

74

1.1.9. Generación de residuos y aspectos Medio Ambientales. a) Importancia del sector en relación a los aspectos ambientales. Los grandes problemas ambientales asociados al sector aceitero están relacionados con residuos líquidos y sólidos y con los riesgos asociados a gases explosivos. La contaminación por gases está confinada a la operación de calderas. Los residuos sólidos generados son, en la mayoría de los casos reciclados hacia otros sectores industriales. (p.e. plásticos; papel, etc.). En el proceso se generan otros residuos sólidos, como son las tierras de blanqueo (1-1,5% del volumen de aceite) y ayuda filtros. Existe además, otro residuo sólido correspondiente a los lodos producidos por las plantas de tratamiento de los efluentes líquidos. Los RILES generados en esta industria se caracterizan por un alto contenido medio de sólidos suspendidos y aceites y grasas. Producto de estos dos contaminantes la DBO5 normalmente es bastante elevada. El pH del RIL es altamente variable, lo cual obliga a su neutralización previa. Los otros aspectos ambientales asociados a esta industria dicen relación con la contaminación acústica al interior del proceso productivo, y con la presencia de olores molestos.

b) Contaminación del aire. La contaminación del aire en industria aceitera se produce básicamente por las emisiones de las calderas. Varias plantas están transformando sus calderas para trabajar con gas natural, y de esa forma cumplir los requisitos de la Norma de contaminación del aire en cuanto a material particulado. Con el uso de gas natural podrían aumentar los índices de NOX en la calidad del aire. Este es un punto que requerirá análisis y es susceptible de mejorar vía una optimización del balance energético de la fábrica.

75

c) Molestias. El otro impacto ambiental asociado a la industria aceitera están relacionados con la generación de olores molestos. Los olores molestos son provocados principalmente en el proceso de refinación. Las inversiones asociadas a su tratamiento son caras, razón por la cual se privilegia la minimización de fugas y confinamiento de las zonas conflictivas.

d) Caracterización de efluentes líquidos. EFLUENTES PLUVIALES

Son separados de los industriales por lo que se trata de agua limpia y serán evacuados por canales de desagüe abiertos, existentes, sin ningún tipo de tratamiento especial.

EFLUENTES DE PROCESO

Serán: A Purgas sistema de refrigeración:...........................................0'5 m;/h A Limpiezas varias:...................................................................0'1 m;/h A Aguas de lavado en centrífugas: ...........................................2'1 m;/h A Tratamiento de tierras: ..........................................................0'08 m;/h --------------TOTAL......................................................................................2'78 m;/h

Esquemáticamente el proceso de tratamiento de estos líquidos será el siguiente:

76

La calidad del agua que finalmente irá a vertido estará en los siguientes parámetros. pH: ......................................................................................entre5'5 y 11 Grasa:..................................................................................... < 30 ppm Temperatura: .............................................................................. > 551C

El volumen total diario máximo de vertido será del orden de 30 m; en caso de producirse todos los consumos a la vez durante las 24 h. El efluente líquido de la industria aceitera presenta como principales contaminantes aceites y grasas; sólidos suspendidos; DQO; DBO y conductividad. La DBO5 está normalmente ligada a los aceites y grasas y sólidos suspendidos, por lo 77

tanto al remover estos, los valores de DBO5 se reducen en un altísimo porcentaje. La DBO5 también puede verse afectada por el contenido de jabones y gomas, siendo estas últimas muy comunes cuando se utiliza aceite de soya. La DQO en la industria aceitera equivale aproximadamente a 1,5 veces la DBO5. Los valores medios de DBO5 en industria aceitera fluctúan entre 2,000 y 30,000 mg/lt.

Adicionalmente el Ril presenta variaciones significativas en pH y temperatura durante el día. Sin embargo, mediante la aplicación de pretratamientos basados en flotación

para

las

aguas

residuales,

las

cargas

indicadas

se

reducen

en

aproximadamente 95%. Con el pretratamiento descrito se logra dar cuenta de los aceites y grasas, sólidos suspendidos y de casi el total de la DBO5 pero no se logra reducir el parámetro conductividad, el cual está estrechamente ligado al contenido de sulfatos. Los sulfatos son aportados básicamente en el proceso de inversión de ácidos grasos, producto de la adición de ácido sulfúrico, y en el tratamiento físico-químico mediante la neutralización con el mismo ácido y la utilización de sulfato de aluminio como agente coagulante.

e) Caracterización de residuos sólidos. En los casos en que sea necesario la decoloración del aceite en el proceso de refinación, se utilizan tierras decolorantes cuyas características se detallan a continuación: -

Análisis Químico Orientativo: (% sobre muestra seca a 1051 C) ‚

Pérdida calcinación........................................................................ 7'6

‚

SiO2 ............................................................................................. 69'8

‚

AI2O3 ............................................................................................ 13'0

‚

Fe2O3 ............................................................................................. 2'3 78

‚

TiO2 ................................................................................................ 0'1

‚

MgO ............................................................................................... 2'2

‚

CaO ............................................................................................... 2'0

‚

Na2O .............................................................................................. 0'3

‚

K2O ................................................................................................ 0'2

‚

SO3 ................................................................................................ 2'3

- Propiedades Físicas: ‚

Humedad ...............................................................................Inferior al 8%

‚

Densidad Aparente .............................................................. 360-380 Kg/m;

‚

Granulometría.................................................... Inferior a 149 micras: 98%

................................................................................ Inferior a 74 micras: 80% ‚

Acidez ..............................................................................pH entre 3'0 y 4'0 (Medido en una suspensión en agua al 10%) Estas tierras, una vez colmatada su capacidad de absorción de impurezas

presentes en el aceite, son descargadas a un recipiente con agitación donde se las tratará con agua levemente alcalina. Esto tiene por objeto separar las grasas contenidas en las tierras. Balance de masas diario: (3.000 Kg Tierra + 700 Kg Aceite) + 2.000 Kg Agua = (2.000 Kg Agua + 700 Kg Aceite) + 3.000 Kg Tierra La mezcla de agua y aceite se reprocesa con el resto del aceite crudo que entra en la planta, y las tierras se verterán en un solar, en el interior del recinto de la fábrica, que será destinado a éste efecto.

En general los residuos sólidos generados en la industria aceitera ofrecen la posibilidad de reciclarse hacia otros rubros industriales, como ocurre con los descartes

79

de plásticos utilizados en envasado de producto terminado y papel utilizado en los envases. Las tierras de blanqueo representan un importante residuo sólido. De hecho, se estima su uso entre 3% a 4% del total en peso de aceite procesado. Las tierras de blanqueo son utilizadas por todas las industrias aceiteras que efectúan el proceso de refinación. Estas quedan embebidas en aceite, siendo la concentración de aceites del orden del 30-50% de las tierras evacuadas. A las tierras de blanqueo se les puede extraer el aceite por medio de un proceso de extracción por solvente. Este proceso de recuperación lo efectúan solo aquellas fábricas que procesan semillas. Cuando se separa el aceite de la tierra de blanqueo, la borra resultante puede ser utilizada como relleno de caminos, y como alimento animal (se admite hasta un 2% de estas tierras en la formulación del alimento). Cuando no se recupera el aceite son dispuestas en vertederos. Los lodos generados en la planta de tratamiento de aguas, con un altísimo nivel de aceites y grasas, son sometidos a un proceso de desdoblamiento. Este consiste en reducir el pH (15 mm) que puedan interferir con las posteriores etapas del tratamiento, se instalan cámaras de reja de limpieza manual o autolimpiantes. Los sólidos son dispuestos como basura doméstica en vertederos, o reciclados hacia otro sector si son posibles de clasificar. − Separación de sólidos molestos.- La industria aceitera por lo general no contiene sólidos molestos, sin embargo, en donde existen procesos de envasado, se evacuan hacia el efluente tapas de envases plásticos, paños de limpieza, papeles de etiquetas, maderas de embalajes, etc. Estos sólidos no se digieren biológicamente y provocan problemas en las posteriores etapas del tratamiento, razón por la cual es necesario removerlos previamente. Para removerlos se utiliza normalmente tamices tipo filtros rotatorios autolimpiantes con agua

83

caliente o vapor. El ideal es utilizarlos inmediatamente antes o después del estanque de homogenización. − Separación de Sólidos No Putrescibles.- Se entiende por tales a las arenas, gravas, cenizas, etc. Para removerlos se utiliza desarenadores, los que pueden ser gravitacionales o aireados. Otra alternativa es utilizar hidrocentrífugas o hidrociclones, en cuyo caso se requiere necesariamente un bombeo previo del efluente. − Cámara Desgrasadota.- La cámara desgrasadora tiene por objetivo remover físicamente aquellas grasas y aceites libres sin necesidad de incorporar producto químico alguno. Su implementación permite reducir los costos de tratamiento asociados a etapas posteriores. Las grasas removidas pueden ser recicladas al proceso de desdoblamiento de ácidos grasos. − Estanque de Ecualización.- El estanque de ecualización tiene por objeto proporcionar tanto un caudal como características físico-químicas del RIL a tratar, lo más homogéneas posible, con el objeto de permitir que el Sistema de Tratamiento no sufra pérdidas de eficiencia y/o no requiera de continuos, costosos y desfavorables cambios en el programa químico aplicado. El tiempo de retención con el cual se diseña dependerá de la disponibilidad de espacio que tenga la industria. Sin embargo es conveniente que los tiempos sean superiores a 6 horas. Tratamiento químico. La etapa de tratamientos químicos involucra la separación de la materia suspendida del efluente. La materia suspendida considera principalmente los aceites y grasas evacuados desde la planta procesadora. − Ajuste de pH.- Aquí se realiza la dosificación de agente neutralizante (soda cáustica o ácido sulfúrico) con el objeto de ajustar el pH al nivel óptimo para la

84

posterior etapa de coagulación. Es recomendable efectuar la neutralización en reactor, con al menos 10 minutos de tiempo de retención, ya que de esa forma se optimizará el consumo de reactivos. El control de pH en línea no es recomendable, ya que redundará en errores que afectarán la robustez del programa químico. − Desdoblamiento con vapor.- Esta tecnología se basa en que a pH ácido (< 2.0) y alta temperatura se logra desdoblar los ácidos grasos, provocando la inmediata creación de dos fases, una fase líquida clarificada y una fase oleosa que se reprocesa. La ventaja de este sistema es que no se utilizan productos químicos como coagulantes, y se pueden reciclar los aceites y grasas en el proceso productivo. Su principal desventaja es el alto costo de inversión y la complejidad de su control. Por ello, no es una alternativa comúnmente utilizada. − Coagulación.- Esta etapa se aplica cuando no se utiliza el proceso de desdoblamiento. El objetivo de esta etapa es neutralizar el potencial Z del efluente, de forma tal de permitir la formación de coloide, los que darán paso a coágulos. Para efectuar la coagulación existen dos tecnologías, la primera (más común) es la dosificación de una sal química coagulante, mientras que la segunda es electrocoagulación. Las grandes ventajas de la electrocoagulación son la menor generación de lodos, y el menor costo de operación. Adicionalmente los lodos presentan concentraciones de aluminio del orden de 3 mg/lt, lo cual permite analizar usos alternativos que la coagulación química no tolera. La desventaja es la alta inversión en capital. − Floculación y preparación de polímero.- La dosificación del floculante (polielectrolito) permite la formación de coágulos de gran tamaño (flóculos), los que son removidos en la etapa posterior de flotación. Los sistemas

85

convencionales de preparación y dosificación del polímero son del tipo Batch y presentan tanto una engorrosa operación como una importante pérdida (entre el 25 y el 45%) de rendimiento en la actividad del polímero debido tanto a la rotura de la cadena molecular como a la falta de "desenrollamiento" de la misma, influyendo importantemente en los costos de operación. Por ello es necesario seleccionar apropiadamente el equipo para esta operación unitaria, de forma tal de no incorporar altas dosis de este producto en los lodos, lo cual será perjudicial para posteriores aplicaciones. − Flotación.- La tendencia natural de los sólidos en el efluente aceitero es a flotar no a sedimentar. Por esta razón se utilizan unidades de flotación para efectuar la separación física de los flóculos. En el proceso de flotación se incorporan microburbujas de aire al efluente en la entrada a la unidad. Estas microburbujas se adsorben a los flóculos bajando su densidad y provocando la flotación natural. Para efectuar la flotación se pueden utilizar dos tecnologías, CAF (Cavitation Air Floatation) o DAF (Dissolved Air Floatation). Existen dos tecnologías

adicionales

de

flotación,

IAF

(Induced

Air

Floatation)

y

Electroflotación. Estas dos últimas no son recomendadas en aceitera por cuanto la primera involucra mayores costos de operación, y la segunda no es viable por la baja conductividad del efluente.

ƒ

Eliminación y disposición de residuos sólidos. ·

Tratamiento de lodos del tratamiento de los RILES

Los lodos físico-químicos salen del proceso de tratamiento con una humedad aprox. del 93%. El deshidratado de los lodos fisicoquímicos debe efectuarse con filtros prensa de placas o centrífugas.

86

Los lodos fisicoquímicos son derivados a la estación de desdoblamiento de ácidos grasos, en donde se les ajusta el pH a un nivel ácido y se les aplica vapor directo. De esta forma se producen tres fases, una fase oleosa que se recicla al proceso productivo; una fase líquida que retorna a la planta de tratamiento; y una fase sólida (borras) que es dispuesta en vertederos o reciclada a otros sectores industriales. Las condiciones para disponer el lodo en vertederos deben ser que cumpla el test de la gota3 (paint test). La digestión de los lodos, ya sea por medios aerobios o anaerobios, se justificará solamente en la medida que los costos de disposición de lodos aumenten considerablemente. Sin embargo, en una primera etapa, se dispondrán lodos crudos. Los lodos deshidratados pueden disponerse en vertederos autorizados, o bien en plantas de compostaje para posterior uso como mejorador de suelos. También pueden reciclarse como combustible en hornos cementeros, debido a que cuentan con un alto valor energético.

·

Disposición de residuos sólidos generados al interior del proceso productivo.

Los residuos sólidos generados en el proceso productivo son plásticos, maderas, metal, papel y lodos provenientes de clarificación del aceite. Los plásticos, maderas, metal y papel son entregados a terceras empresas para su reciclaje. El catalizador de Níquel utilizado en la hidrogenación es un polvo negro que queda retenido en filtros prensa. Este se dispone como residuo sólido en vertederos en la mayoría de los casos, y en los menos se exporta a Estados Unidos para su recuperación. Este catalizador queda embebido en aceite. Es de destacar los riesgos

87

de autocombustión que presenta este residuo, razón por la cual deben adoptarse las medidas de seguridad pertinentes para su apropiado manejo. Las tierras de blanqueo representan un importante residuo sólido. De hecho, se estima su uso entre 3% a 4% del total del peso de aceite procesado. Las tierras de blanqueo son utilizadas por todas las industrias aceiteras que efectúan el proceso de refinación. Estas quedan embebidas en aceite, siendo la concentración de aceites del orden del 30-50% de las tierras evacuadas. A las tierras de blanqueo se les puede extraer el aceite por medio de un proceso de extracción por solvente. Este proceso de recuperación lo efectúan solo aquellas fábricas que procesan semillas. Cuando se separa el aceite de la tierra de blanqueo, la borra resultante puede ser utilizada como relleno de caminos, y como alimento animal (se admite hasta un 2% de estas tierras en la formulación del alimento). Cuando no se recupera el aceite son dispuestas en vertederos. Es de destacar los riesgos de autocombustión que presenta este residuo, razón por la cual deben adoptarse las medidas de seguridad pertinentes para su apropiado manejo. Existe un último grupo, que corresponde al producto vencido y/o fuera de fecha, el cual puede ser recuperado en el proceso de desdoblamiento. ƒ

Seguridad y salud ocupacional.

A pesar de la peligrosidad de los insumos utilizados en plantas aceiteras, varias de ellas han sido declaradas como industria inofensiva por los servicios de salud. Esto es debido básicamente a los altos estándares de seguridad aplicados en este sector industrial. ·

Productos químicos peligrosos y tóxicos.

Algunos de los productos químicos tóxicos y peligrosos más usados en la industria aceitera son los siguientes:

88

Hexano. Amoníaco.

Ácido clorhídrico. Amoniaco.

Ácido sulfúrico. Soda Cáustica.

Nitrógeno. Ácido fosfórico. Desinfectantes. En orden de relevancia, sin lugar a dudas, los insumos más peligrosos son el hidrógeno; amoníaco y hexano. El hidrógeno es producido electroquímicamente efectuando la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. Como catalizador se utiliza potasa. El hidrógeno producido tiene una concentración superior al 98%, concentración a la cual no es explosivo. Los riesgos de explosión pueden producirse ante eventuales escapes, producto de un mal estado de los equipos involucrados en la producción y almacenamiento del hidrógeno. Por ello cada 2 años se controla los espesores de paredes metálicas, y las bombonas de media presión. Adicionalmente se controla el flujo de hidrógeno en los distintos puntos de consumo, a fin de detectar en forma inmediata cualquier fuga que se hubiere producido. De todas formas toda la zona de producción de hidrógeno cuenta con duchas de agua fría para controlar la temperatura. El amoníaco es utilizado en los equipos de frio para producción de mantecas y margarinas. Por su alta toxicidad se mantienen altos estándares de seguridad en su almacenamiento y distribución. El hexano es un riesgo en aquellas industrias que producen el aceite a partir de semillas. Sin embargo, en aquellas que no cuentan con el proceso de extracción por solvente, también existen riesgos asociados al hexano, debido a que pueden recibir aceites crudos mal desolventizados. En ese evento puede llegar hexano a los efluentes y provocar explosiones en las redes de alcantarillado. Por lo anterior es de suma importancia un acucioso control de calidad en los aceites crudos, a fin de detectar cualquier presencia de hexano en estos.

89

Un mayor cuidado en el almacenamiento y en el uso de esos productos, junto con un entrenamiento eficaz de los operarios son elementos indispensables para minimizar la ocurrencia de accidentes. Se detallan las propiedades y demás consideraciones a tener en cuenta en los informes recogidos en 1.1.13. ANEXO DE SUSTANCIAS TÓXICAS Y PELIGROSAS, al final de la memoria descriptiva.

·

Niveles de ruido.

La mayor fuente de generación de ruido en una industria aceitera es debido al ruido propio de los equipos en funcionamiento (bombas, compresores, agitadores, envasadoras, etc.). Entre estas la más considerable es sin lugar a dudas el ruido de los pistones de los sistemas neumáticos (accionados por aire). Este ruido es intrínseco al proceso. Los ruidos causados por las operaciones que se llevan a cabo en una planta aceitera son la primera causa de stress de los trabajadores, sin contar los casos de pérdida de capacidad auditiva y sordera que han sido detectadas cada vez con mayor frecuencia en este tipo de industria. Por lo tanto, la instalación de un sistema de medición y monitoreo de ruidos y el diseño de estructuras de control y abatimiento de los mismos es una tarea indispensable para cualquier planta de procesamiento de productos aceiteros. Según algunos autores los daños derivados de los ruidos molestos en plantas aceiteras constituyen el problema más grave de salud ocupacional en este tipo de industria.

90

·

Control de riesgos.

Los mayores riesgos en plantas elaboradoras de aceites se pueden imputar a las siguientes fuentes: − Altas Temperaturas. − Sistemas de iluminación insuficientes o mal diseñados. − Ventilación insuficiente. − Fallas en los equipos, procesos y/o operaciones tales como: − Escapes de hidrógeno en la planta de producción de hidrógeno o en el proceso de hidrogenación. − Escapes de refrigerante en la sala de compresores. − Escapes de hexano en el proceso de extracción de aceite. − Filtraciones o derrames de soluciones − ácidas y/o cáusticas. − Manejo de cargadores. − Gases provenientes de las operaciones − de soldadura. − Ingreso e inspección de espacios confinados. − Riesgos de incendios. − Almacenamiento y uso de substancias tóxicas y peligrosas.

Para reducir las probabilidades de ocurrencia de accidentes se pueden adoptar las siguientes medidas, además de las señaladas más arriba para el manejo de materiales peligrosos: ·

El uso de un Código de Conducta que norme los procedimientos relativos al manejo de cargadores, al apilamiento y movimiento de materiales y el

91

entrenamiento de los conductores. La adopción al interior de la fábrica de productos aceiteros de “lomos de toros” para mantener la velocidad dentro de límites aceptables, el uso de espejos convexos instalados en esquinas estratégicas, la designación de áreas restringidas, la separación del tráfico peatonal del vehicular, se convierten en factores importante en el control y reducción de riesgos. ·

La realización de un sistema de procedimientos y el entrenamiento de los operadores a cargo de las operaciones de mantención e inspección de las áreas de producción y estanques confinados.

·

El establecimiento y ejecución de auditorías para determinar los límites de inflamabilidad de los materiales normalmente almacenados en planta como solventes,

gases,

pinturas,

aceites,

parafinas,

petróleos,

detergentes,

substancias que se usan en los laboratorios, etc. Las conclusiones de la auditoría deben comprender la evaluación de los riesgos relativos al uso y almacenamiento de tales materiales y las precauciones a adoptar.

·

Protección de los trabajadores.

La protección a los trabajadores implica dotar al personal expuesto al manejo de substancias u operaciones que encierran ciertos riesgos de accidentes, de los items habituales en toda actividad fabril.

i) Legislación Medio Ambiental. ƒ

Ley de Protección Ambiental de Andalucía 7/1994 de 18 de Mayo, BOJA N1 79 de 31 de Mayo de 1.994.

ƒ

-Decreto 153/1996 de 30 de Abril por el que se aprueba el Reglamento de Informe Ambiental (BOJA - 18 - Junio - 96). 92

ƒ

Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas.

ƒ

Ley 38/1972, de 22 de diciembre de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 309, de 26-12-72)

ƒ

Decreto 833/1975, de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972 de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 96, de 22-4-75)

ƒ

Orden de 18 de octubre de 1976, sobre prevención y corrección de la Contaminación Atmosférica, Industrial. (BOE n1 290, de 3-12-76)

ƒ

Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, publicado el 7 de Marzo de 1.996, BOJA N1 30.

ƒ

Orden de 23 de Febrero de 1996, que desarrolla el Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, en materia de medición, evaluación y valoración de ruidos y vibraciones, publicado el 7 de Marzo de 1996, BOJA N1 30.

ƒ

Decreto 326/2003 de 25 de Noviembre por el que se aprueba el Reglamento de Protección contra la Contaminación Acústica en Andalucía.

ƒ

Ley 37/2003 de 17 de Noviembre del Ruido.

ƒ

Norma NBE-CA-88 sobre ACondiciones Acústicas en los Edificios@.

ƒ

Ley 16/2002 de Contaminación Atmosférica.

ƒ

Ley 3/1995, de 23 de marzo, de Vías Pecuarias. (BOE n1 71 de 24-3-95)

ƒ

R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS

ƒ

Ley 11/97, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases. (BOE n1 99, de 25.04.97)

ƒ

Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. (BOE n1 96, de 22.04.98)

ƒ

Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza.

93

RESUMEN TÉCNICO DE LA INFORMACIÓN APORTADA. MEDIDAS CORRECTORAS. 1. ELECCION DE LA PARCELA

El promotor ha concertado con el Ilmo. Ayuntamiento, la implantación de una serie de industrias oleícolas agrupadas, que se centralizan en una gran parcela. Infraestructura. Dicha parcela ya en la actualidad está dotada de: -

Red viaria y de accesos.

-

Abastecimiento de agua.

-

Energía eléctrica.

-

Servicios de personal.

-

Servicios industriales auxiliares. (Taller, mantenimiento...)

-

Aparcamientos, etc... Por lo tanto no serán necesarias ninguna de estas actuaciones, que de forma

general ya están realizadas y engloban al conjunto de lo que podíamos llamar Polígono de las Moradillas. Barrera vegetal: Existe una barrera vegetal de olivos, que es la especie existente en los terrenos colindantes, ya dispuesta con un año de edad (4.000 plantas). Esta dotada de riego localizado. 2. RESIDUOS SÓLIDOS

Solo

existirán

las

tierras

decolorantes

ya

usadas,

que

reutilizadas

y

desengrasadas se almacenarán dentro del recinto. 3. RESIDUOS LIQUIDOS

El caudal máximo de efluente se estima en 66 m;/día, en temporada de máximo trabajo. Se dispondrá una depuradora para estas aguas de lavado, que serán enfriadas, previamente desengrasadas, oxidada la materia orgánica residual, desfangada (eliminación de lodos) y corregido su pH antes de verterlas. 94

1.1.10.

Electrificación de Baja Tensión.

o Instalación eléctrica. Se trata de la electrificación de una planta de refinería de aceite, así como la iluminación exterior e interior. Se ajustará en su totalidad al vigente Reglamento electrotécnico para B.T. y disposiciones complementarias teniendo presente lo siguiente: -

En la protección contra contactos eléctricos se clasifica el local como húmedo y eventualmente mojado, viéndose afectado por la MI BT-027. La instalación en zona de trabajo se realizará en montaje superficial bajo tubo de P.V.C. rígido, siendo todos los elementos estancos. En zona de aseos y vestuarios, se realizará con tubo de P.V.C. corrugado en montaje empotrado.

-

Canalizaciones con conductor de cobre electrolítico, de 750 V. de aislamiento, bajo tubo PVC rígido, haciendo las entradas y salidas a receptores, interruptores y cajas de derivación con prensas estopas.

-

Con conductores de cobre o aluminio, de 1.000 V. de aislamiento, sobre bandeja, haciendo las entradas y salidas a receptores, interruptores y cajas de derivación con prensas estopas.

-

Al no estar la actividad clasificada como actividad con riesgo de explosión no se debe de tomar ninguna medida en especial, no obstante se tomarán medidas en las luminarias, siendo estas estancas a las fibras y humedad con un grado de protección IP-54. Los tubos de las conducciones eléctricas así como las tomas de corriente serán del tipo estanco. La previsión total de potencia, así como los cálculos de los diferentes circuitos se

realizan en la Memoria de Cálculos en el punto Electricidad de Baja Tensión.

95

o Reglamentación y Normas. Será tenida en cuenta la siguiente reglamentación: -

Reglamento Electrotécnico para B.T. y disposiciones complementarias de 20.09.73.

-

Ordenanzas Generales de Seguridad e Higiene en el Trabajo de 09.03.71.

-

Normas particulares de la Cía. Sevillana de Electricidad.

-

Reglamento de aparatos a presión (Real Decreto 1.224 de 4 de Abril de 1.979).

-

Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-1 (Orden de 17 de Marzo de 1.981).

-

Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-2 (Orden de 6 de Octubre de 1.980).

1.1.11. ƒ

Legislación aplicable al proyecto.

Real Decreto 2685/1.980 de 17 de Octubre (BOE 15-XII-80) y Orden Ministerial de 17III-81, (BOE 30-3-81) sobre liberación de agroindustrias.

ƒ

Real Decreto 2.135/80 de 26 de Septiembre sobre Liberalización Industrial y Orden del Ministerio de Industria de 18-12-80 que la desarrolla.

ƒ

Reglamento Electrotécnico de B.T., aprobado por Real Decreto 842/02 de 02 de Agosto.

ƒ

Reglamento de Verificaciones Eléctricas y Regularidad en el Suministro de Energía, aprobado por Decreto 12/03/54 y modificaciones posteriores.

ƒ

Real Decreto 2.949/82 de 15 de Octubre sobre Acometidas Eléctricas.

ƒ

Normas Técnicas Particulares de la Cía. Sevillana de Electricidad de 11/10/89 (BOJA 27/10/89).

ƒ

Norma Básica de la Edificación, sobre Condiciones de Protección contra Incendios NBE-CPI-96 (R.D. 2177/96).

96

ƒ

RD 2267/2004 Reglamento de Seguridad contra incendios en los establecimientos industriales,

ƒ

Ley de Prevención de Riesgos Laborales, Decreto 31/95 de 8 de Noviembre y reglamentos que la desarrollan.

ƒ

Real Decreto 486/97 sobre condiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo.

ƒ

Real Decreto 485/97, sobre disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en los lugares de trabajo.

ƒ

Reglamento de Seguridad e Higiene en el trabajo.

ƒ

Normativa general del Ministerio de Trabajo (Seguridad e Higiene).

ƒ

Reglamento de aparatos a presión (Real Decreto 1.224 de 4 de Abril de 1.979).

ƒ

Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-1 (Orden de 17 de Marzo de 1.981).

ƒ

Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP-2 (Orden de 6 de Octubre de 1.980).

ƒ

Real Decreto 1.495/86 de 26 de Mayo, por el que se aprueba el Reglamento de Seguridad en las Máquinas.

ƒ

Real Decreto 1435/1.992 de 27 de Noviembre, sobre Condiciones mínimas de seguridad que deben tener las máquinas para ser comercializadas.

ƒ

Norma EA-95 (MV-101, 1.962; MV-103, 1.972; MV-106, 1.968; MV-107, 1.968); sobre obras de edificación general.

ƒ

Instrucción de Hormigón estructural EHE-98.

ƒ

Real Decreto 2685/1.980 de 17 de Octubre (BOE 15-XII-80) y Orden Ministerial de 17III-81, (BOE 30-3-81) sobre liberación de agroindustrias.

ƒ

Real Decreto 308/1.983 de 25 de Enero (BOE 21-II-83) sobre Reglamentación Técnico Sanitaria de Aceites Vegetales Comestibles.

ƒ

R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS

ƒ

Ley 10/1998 de 21 de abril de Residuos,

ƒ

Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza.

97

ƒ

Ley de Protección Ambiental de Andalucía 7/1994 de 18 de Mayo, BOJA N1 79 de 31 de Mayo de 1.994.

ƒ

Decreto 153/1996 de 30 de Abril por el que se aprueba el Reglamento de Informe Ambiental (BOJA - 18 - Junio - 96).

ƒ

Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas.

ƒ

Ley 38/1972, de 22 de diciembre de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 309, de 26-12-72)

ƒ

Decreto 833/1975, de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972 de Protección del Ambiente Atmosférico. (BOE n1 96, de 22-4-75)

ƒ

Orden de 18 de octubre de 1976, sobre prevención y corrección de la Contaminación Atmosférica, Industrial. (BOE n1 290, de 3-12-76)

ƒ

Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, publicado el 7 de Marzo de 1.996, BOJA N1 30.

ƒ

Orden de 23 de Febrero de 1996, que desarrolla el Decreto 74/1996, de 20 de Febrero, por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del Aire, en materia de medición, evaluación y valoración de ruidos y vibraciones, publicado el 7 de Marzo de 1996, BOJA N1 30.

ƒ

Decreto 326/2003 de 25 de Noviembre por el que se aprueba el Reglamento de Protección contra la Contaminación Acústica en Andalucía.

ƒ

Ley 37/2003 de 17 de Noviembre del Ruido.

ƒ

Norma NBE-CA-88 sobre ACondiciones Acústicas en los Edificios@.

ƒ

Ley 16/2002 de Contaminación Atmosférica.

ƒ

Ley 3/1995, de 23 de marzo, de Vías Pecuarias. (BOE n1 71 de 24-3-95)

ƒ

R.D.L. 1/2001 Por el que se aprueba el texto refundido de la LEY DE AGUAS

ƒ

Ley 11/97, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases. (BOE n1 99, de 25.04.97)

ƒ

Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. (BOE n1 96, de 22.04.98)

98

ƒ

Decreto 283/1.995 Reglamento de Residuos de la Comunidad Andaluza.

1.1.12.

Bibliografía.

ƒ

El aceite de oliva. A.K. Kiritsakis. A.Madrid Vicente, ediciones.

ƒ

Manual de aceites y grasas comestibles. A.Madrid, I. Cenzano y J.M. Vicente. AMV EDICIONES.

ƒ

Tecnología de aceites y grasas. BERNARDINI.

ƒ

Oils and Fats Manual. A. Karleskind. Lavosier Publishing Inc.

1.1.13. Anexo de sustancias tóxicas y peligrosas.

99

1.2 MEMORIA DE CÁLCULO

100

1.2.1.- INTRODUCCIÓN. Los aceites de oliva refinables (lampantes) así como los aceites crudos de orujo y girasol no pueden ser utilizados directamente para el consumo pues poseen los siguientes inconvenientes: -

Acidez.

-

Elementos no deseables en disolución.

-

Impurezas en suspensión.

-

Coloración no adecuada.

-

Olor no adecuado.

Si calentamos un aceite que contiene ceras, gomas, otras impurezas etc., se producen espumas, sedimentos, humos negros, mal color, mal olor, etc. Por todo lo anterior los aceites de oliva refinables y los crudos de orujo y girasol es necesario someterlos a un proceso de refino donde se eliminan tales impurezas y se corrigen dichos parámetros (acidez, color, olor, etc.) para poderlos hacer aptos para el consumo. Esta serie de operaciones que rectifican un aceite se llevan a cabo en una planta que se denomina REFINERIA. La empresa desea completar su ciclo productivo desde la recepción de materia prima (aceite lampante refinable, orujo y de semilla), hasta la producción de un aceite apto para el consumo, siendo esto la justificación del presente proyecto. A continuación detallamos cada una de las fases que comprende el proceso industrial que se proyecta. El diagrama de proceso tiene algunas diferencias debidas a la naturaleza y composición de las materias primas a refinar. Estas diferencias hacen distinguir entre el refino de: 101

•

Aceite de orujo y de semilla, debido a su alto contenido de fosfátidos, llamados lecitinas. Estos, deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: -

Decantaciones en los tanques de almacenamiento.

-

Pérdidas elevadas en refinación.

-

Dificultad de conservación.

-

Formación de espumas al calentar el aceite.

Semilla presión

torta grasa

aceite crudo

extracción con disolvente

aceite crudo

harinas neutralización ceras y jabones

winterización lavado

REFINO secado decoloración acidos grasos

desodorización

aceite refinado Diagrama de flujo de refinación de aceite de semilla

102

•

Aceite de oliva lampante, cuyo refinado será más sencillo debido a que no contienen fosfátidos (lecitinas). Alterándose en algunos aspectos la consecución del proceso, pero el más significativo será que no necesita la etapa de winterización del diagrama anterior.

aceite lampante

neutralización

lavado secado decoloración desodorización

aceite refinado

103

1.2.2.- PROCESO INDUSTRIAL. Como ya se ha indicado, la Refinación Química consiste en un tratamiento al que se somete el aceite refinable y crudo para separar de los ésteres grasos neutros, que es el aceite en sí, todas las impurezas presentes. Consiste en una sucesión de distintas fases que son: 1. Neutralización y desgomado 2. Winterización 3. Lavado 4. Secado 5. Decoloración 6. Desodorización

1.2.2.1. Fundamento. 1. DESGOMADO y NEUTRALIZACIÓN ¾ Desgomado ƒ

Fundamento

Casi la totalidad de los aceites de semillas contienen fosfátidos, llamados lecitinas, que en el aceite de soja llegan a superar el 3 % en peso del aceite. Seguidamente se dan algunos valores medios del contenido en lecitina en diferentes tipos de aceites ricos en dicho producto. -

aceite de soja, del 2,5 al 3,5 %;

-

aceite de cacahuete, del 0,9 al 1,3 %;

-

aceite de colza, del 1 al 1,3 %;

-

aceite de algodón, del 1 al 2 %;

-

aceite de linaza, del 0,8 al 1,3 %; 104

Dichos porcentajes están referidos a lecitina desecada conteniendo como media el 62 % de fosfátidos. La composición química de estos fosfátidos se puede estimar en: -

fosfatidilcolina, del 21 al 22 %;

-

fosfatiletanolamina, del 7,5 al 8,5 %;

-

inositolfosfatidos, del 18 al 20 %;

-

otros fosfátidos, del 10 al 11 %.

El resto está constituido de aceite, estearina, tocoferoles, hidratos de carbono, etc. Desde el punto de vista comercial, el valor de una lecitina depende de su contenido en fósforo. Mediante dicho contenido se determina la cantidad de fosfátidos presentes en una lecitina, sabiendo que un fosfátido puro puede llegar a contener un 3,9 % de fósforo. Estos fosfátidos deben ser extraídos de los aceites dado que su presencia origina muchos inconvenientes en el almacenamiento, refinación y conservación de los mismos, tales como: -

decantaciones en los tanques de almacenamiento;

-

pérdidas elevadas en refinación;

-

dificultad de conservación;

-

formación de espumas al calentar el aceite.

Por otra parte, la lecitina tiene hoy una amplia gama de aplicaciones en la industria, como son: -

emulsionante, en la industria de la margarina y del chocolate;

-

estabilizante, en la industria de bebidas;

-

dispersante, en la industria de pinturas;

-

homogeneizante, en la industria textil y en Medicina.

105

Se conoce, en un proceso de refinación clásica, con el nombre de "desgomado", a la operación industrial de depuración de un aceite cuyo objetivo es, como ya indicamos, la eliminación de dos grupos de sustancias, que son: FOSFATIDOS (o fosfolípidos) GOMAS Y MUCILAGOS, que, distintas, desde el punto de vista de su constitución química, requieren también de un tratamiento diferente. No obstante, en cuanto al nombre que recibe su eliminación industrial no se hace una distinción clara entre ambos grupos de componentes, realizándose bajo el calificativo de "desgomado" a la precipitación de ambas, como: -

"Fosfátidos hidratables” y

-

"Fosfátidos no hidratables" respectivamente.

Por otro lado, en la industria, a las gomas y mucílagos se le suelen llamar incorrectamente "fosfátidos", aún cuando en la práctica, la precipitación provocada de cualquiera de ellas pueda arrastrar simultáneamente parte de la otra. En la industria, finalmente, se lleva a cabo primero la precipitación de los fosfátidos y, posteriormente, la de las gomas y mucílagos. El motivo de ello se basa principalmente en que, parte de las gomas y mucílagos son arrastrados también por la precipitación de los fosfátidos, que sólo necesitan la presencia de agua, requiriéndose menor cantidad de reactivo químico para eliminar a los mucílagos y gomas. Los mucílagos se encuentran en los aceites vegetales en estado de solución y de emulsión estables. Para conseguir su eliminación es necesario insolubilizarlos para poder separarlos por centrifugación; los métodos más usados son: floculación por adición de agua y adición de ácidos minerales y orgánicos.

106

ƒ ‰

Condiciones de la operación

FOSFÁTIDOS

Estas sustancias a las que se las puede denominar también fosfolípidos, están constituidas por glicéridos, en los que uno de los grupos hidroxilos de la glicerina está esterificado con una molécula de ácido fosfórico que, a su vez, puede estar unido a una amina. De esta forma, y dado su carácter claramente anfótero, puede asociarse, mediante débiles enlaces, a moléculas de agua, formando agregaciones miscelares que, por su elevada densidad, tienden a precipitar en el seno del aceite. Las lecitinas, cuyas aplicaciones industriales son una de las más conocidas, constituyen un ejemplo típico de dichas sustancias. La eliminación de estas impurezas, y aprovechando, como ya hemos indicado, la capacidad que poseen de hidratarse y precipitar, se lleva a cabo en la practica adicionando al aceite una cierta cantidad de agua en unas condiciones que son, en términos generales, las siguientes:

‰

•

AGUA =1-10 en peso, referida a la cantidad total de aceite.

•

TEMPERATURA =70-80 ºC

•

TIEMPO =15-30 minutos.

•

AGITACIÓN: Lenta.

GOMAS Y MUCILAGOS

Son, lo que podríamos considerar, parte de la materia extractiva no nitrogenada de un aceite o grasa, comprendiendo sustancias del tipo de los hidratos de carbono, (excluida la celulosa) cuya naturaleza no es aun muy bien conocida y cuya aplicación industrial puede ser igualmente importante.

107

Las gomas y mucílagos son semejantes, como ya indicamos, a los hidratos de carbono, diferenciándose de estos en la aparición de algunos elementos que constituyen y forman parte de su molécula, como puede ser el calcio, magnesio y potasio, así como en la presencia de ciertos ácidos hidroxialdehídicos, como el ácido glucurónico, encontrado especialmente en las gomas. La eliminación de este tipo de impurezas se suele llevar a cabo en la industria, dentro de un proceso típico de refinación, adicionando al aceite, ya sea puro o en solución, un ácido, generalmente ácido fosfórico y, en algunos casos, ácido cítrico que las hace precipitar. Las condiciones en que se lleva a cabo dicha operación dependen de la naturaleza del aceite, y son: -

La temperatura. suele ser alta = 70 – 80ºC aprox,

-

Adición de una pequeña cantidad de ácido fosfórico, que puede oscilar entre el 0,1 - 0,5 % en peso (e incluso menos) referido a la cantidad total de aceite.

-

El tiempo de mezcla y de contacto suele ser relativamente corto, alrededor de los 5 minutos.

En las plantas continuas de desgomado esta operación se efectúa según el esquema siguiente:

108

Aceite bruto calentamiento

solución de acido mineral

agua mezcla neutralización del exceso de acidez mineral

separación La operación de desgomado se efectúa generalmente a 65-75 °C. Temperatura más alta o más baja no es conveniente porque a baja temperatura la viscosidad del aceite es demasiado elevada, mientras que a temperaturas superiores a 75° C el desgomado será incompleto por el aumento de la solubilidad de las gomas. Por esto es por lo que para esta fase conviene disponer de controladores automáticos de temperatura, tiempo de contacto, velocidad de mezcla y dosificación. En la siguiente figura se recoge un diagrama simplificado de este proceso:

c B e C

b E

a

E

D A d

109

Esquema de una planta de desgomado de aceite bruto: A) Bomba de aceite bruto. B) Calentador. C) Depósito de solución ácida. D) Bomba dosificadora. E) Mezclador: a) Entrada de aceite bruto. b) Entrada de solución ácida c) Entrada de solución alcalina, d) Entrada de agua. e) Salida de aceite.

En las modernas instalaciones de funcionamiento continuo, la neutralización del exceso de ácido mineral se efectúa al mismo tiempo que la neutralización de la acidez orgánica presente en el aceite. Una vez realizadas ambas operaciones o la que específicamente sea necesaria, (dependiendo de la composición de dichas impurezas) se somete al aceite a una centrifugación, quedando ya libre de estas sustancias que tanto pueden perjudicar el aspecto final del aceite y a la economía del proceso.

¾ Neutralización ƒ

Fundamento

Los aceites y grasas no están constituidos solamente de glicéridos ya que contienen siempre, en porcentajes más o menos elevados, ácidos grasos en estado libre. Este porcentaje representa el grado de acidez de un aceite. De hecho, cuando se dice que un aceite contiene dos grados de acidez quiere decir que tiene el 2 %, en peso, de ácidos grasos libres. Generalmente la acidez de un aceite se expresa en ácido oleico, dado que este ácido está siempre presente en todos los aceites y grasas y en cantidad, a veces, elevada. La formación de ácidos grasos libres en un aceite se debe en general a fenómenos de fermentación. Ciertas enzimas, en determinadas condiciones de temperatura, desdoblan los glicéridos en glicerina y ácidos grasos y mientras la glicerina se

110

descompone, los ácidos grasos libres quedan en solución en el aceite aumentando su grado de acidez. Dado que una condición indispensable para que se produzca el fenómeno enzimático es la presencia de agua, uno de los sistemas más eficaces para evitar esto es el de eliminar tanto cuanto sea posible el agua que contiene la materia prima, de ahí la necesidad de conservar las semillas oleaginosas bien desecadas y de realizar el almacenamiento de los aceites cuando éstos están carentes de agua. El aumento de acidez ha de evitarse tanto cuanto sea posible porque los ácidos grasos libres son las causas de graves pérdidas de aceite neutro: primero porque los glicéridos que se desdoblan dan origen a ácidos grasos que deben ser eliminados en fase de neutralización; segundo porque durante la fase de neutralización un cierto porcentaje de aceite neutro se pierde en los productos de neutralización, sean en pastas jabonosas (soap-stocks), ácidos grasos destilados, insaponificables, etc.

La eliminación de los ácidos grasos libres presentes en un aceite es la fase más difícil y delicada del proceso de refinación de aceites y grasas, ya que en esta fase se pueden producir las pérdidas más altas de aceite neutro y se puede comprometer la calidad final del producto refinado. Son muchas las patentes y procedimientos utilizados para esta operación: aquí se tratará brevemente de los procesos que todavía tienen aplicación industrial, para examinar, con particular atención, las modernas plantas de refinación continua.

Los aceites vegetales se neutralizan, en general, con una sustancia alcalina que generalmente es sosa cáustica. Normalmente se utiliza un proceso continuo para eliminar los ácidos grasos libres.

111

En la refinación clásica esta operación se lleva a cabo adicionando al aceite un álcali (generalmente hidróxido sódico, siendo el carbonato sódico menos frecuente) que, al reaccionar con los ácidos grasos libres del aceite, se forman las correspondientes sales sódicas de dichos ácidos, de acuerdo con la reacción de saponificación:

O R-C-OH + Na-OH

O R-C-ONa + H2O

Al ser ésta una reacción reversible, son las condiciones de presión y temperatura las que determinan la dirección de la misma. En efecto, trabajando a presión atmosférica y a temperatura media (60-80 °C) la reacción es de izquierda a derecha (saponificación). Si se trabaja a alta presión (30 atmósferas) y a alta temperatura, la reacción es casi totalmente de derecha a izquierda (hidrólisis). Naturalmente las dos reacciones se producen en presencia de agua. Tratándose, por tanto, de una reacción fácilmente reversible, está fuertemente influenciada de muchos factores, entre los que predominan: -

la pureza de aceites y grasas;

-

temperatura;

-

concentración de la solución alcalina;

-

tiempo de saponificación.

Cuando se agrega una solución alcalina a un aceite vegetal crudo, se producen en su seno también otras reacciones químicas y cambios físicos. El álcali se combina con los ácidos grasos libres del aceite para formar:

112

-

Jabones (sales metálicas de ácidos orgánicos de cadena carbonada larga).

-

Coágulos de fosfátidos y gomas que previamente han sido tratados con ácido fosfórico y que absorbiendo el álcali se hidratan y degradan.

-

Materia colorante degradada absorbida por las gomas o solubilizada en agua.

-

Elementos insolubles atrapados por las demás materias coagulables.

Estos jabones precipitan y pueden quedar separados eficientemente del resto del aceite por centrifugación porque son prácticamente insolubles en el aceite neutro en las condiciones en que normalmente se trabaja. Sin embargo, después de esta operación, el aceite, queda siempre con restos de jabones, por lo que es necesario someterlo, a un lavado con agua, ligeramente acidulada, terminando con un secado a vacío.

En las plantas de funcionamiento continuo la operación de neutralización se efectúa según el esquema:

Aceite desgomado solución alcalina

calentamiento agua desmineralizada

mezcla separación

aceite neutro

pastas jabonosas (soapstocks)

113

El aceite desgomado se calienta a la temperatura deseada y se mezcla con una cantidad calculada de solución alcalina. De aquí la suspensión aceite pasta jabonosa pasa al separador centrífugo, que llevará a cabo la separación del aceite neutro y la pasta jabonosa. Para un mejor control del proceso se puede añadir agua desmineralizada o destilada (condensado de vapor, por ejemplo), tanto en el mezclador como en el separador. Serán necesarios por tanto los siguientes equipos:

ƒ

-

calentador, con regulación de temperatura;

-

mezclador, con agitador de velocidad variable;

-

separador centrífugo.

Condiciones de la operación

La operación de neutralización se suele llevar a cabo. generalmente, en las siguientes condiciones: -

TEMPERATURA, tiene una gran importancia en la neutralización para conseguir un buen rendimiento. Normalmente esta temperatura se mantiene entre 65 y 85 °C. Temperaturas más bajas se emplean para los aceites de baja viscosidad y bajo punto de fusión.

-

AGITACIÓN, especialmente lenta para evitar emulsiones.

-

ADICIÓN de una cantidad determinada de HIDROXIDO SÓDICO en solución acuosa, cuya concentración y exceso varían en función de la naturaleza del aceite y su acidez. La cantidad de solución de NaOH a emplear viene dada por la fórmula, Q = (Qi • P • A • 1000) / (100 • M • N) donde:

114

Q = solución de NaOH en litros/hora; Qi = cantidad de aceite a tratar en litros/hora; P = peso específico del aceite; A = acidez del aceite en %; M = peso molecular de los ácidos grasos; N = concentración de la solución de NaOH expresada como «normalidad».

Generalmente la acidez de un aceite se expresa con referencia al peso molecular del ácido oleico (282) ya que es el ácido orgánico presente en mayor cantidad en los aceites vegetales de consumo. Normalmente la cantidad estequiométrica de solución de NaOH no es suficiente para neutralizar toda la acidez orgánica presente en el aceite porque parte de dicha solución se utiliza para extraer las gomas, sustancias colorantes y saponificación parcial de los glicéridos. En la Práctica se agrega una cantidad mayor que la estequiometricamente calculada, esta cantidad viene a ser del 5 al 7 %. Por tanto, la formula base será: Q = (Qi • P • A • 1000) / (100 • M • N)+ 6 %

En estas plantas de neutralización continuas se utilizan soluciones de NaOH a diversas concentraciones, dependiendo de la acidez y de la calidad de los aceites. Para acidez inferior al 1 % se utilizan soluciones más diluidas (1.5-2.3 N) y para acidez más elevada se utilizan concentraciones de alrededor de 4.2 N. Sólo para acidez superior a 6% se utilizan soluciones con concentración más alta de 4.2N.

115

Hay algunos aceites, como el de palma y algodón, que requieren una mayor cantidad

de

solución

alcalina,

del

orden

del

10-15%,

que

la

requerida

estequiometricamente, debido a su riqueza en gomas. El exceso de solución de NaOH, cuando está bien regulada, favorece la rotura de la emulsión entre el jabón y el aceite neutro con el consiguiente aumento del porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa. Un exceso demasiado fuerte puede, sin embargo, causar la saponificación de los glicéridos, especialmente si se usan soluciones alcalinas concentradas.

En la dosificación de las soluciones alcalinas se deben seguir los siguientes criterios: -

Incorporar un buen exceso de solución alcalina cuando se trabaja con soluciones de baja concentración;

-

Limitar el exceso de solución alcalina cuando se utiliza soluciones de alta concentración.

ƒ

Subproductos

Después de la neutralización se obtiene un subproducto que son los jabones sódicos de los ácidos grasos libres, qué llevan, aparte de algunas impurezas del aceite, agua, cierta cantidad de hidróxido sódico y aceite neutro ocluido. A este residuo se le suele denominar, dentro del argot industrial, "pastas de refinería" que, por su riqueza en ácidos grasos, se le atribuye un alto valor comercial. La recuperación de dichos ácidos grasos de las pastas de refinería se suele llevar a cabo en la práctica fuera de la propia refinería, en industrias conexas de

116

DESDOBLAMIENTO que, sometiendo éstas pastas a la acción de un ácido mineral fuerte, generalmente ácido sulfúrico, de acuerdo con la reacción:

O 2 R-C-ONa+ SO4H2

O 2 R-C-OH + SO4Na2

que constituye el fundamento de dicha operación industrial, se liberan estos ácidos grasos. El producto final, denominado industrialmente "oleínas”, (mezcla oleosa muy rica en ácidos grasos) por su elevada acidez mineral, procedente en este caso del ácido sulfúrico, y conteniendo igualmente apreciable cantidad de sulfato sódico, requiere, antes de su venta, ser sometido a un lavado con agua y un secado.

ƒ

Pérdidas en la neutralización

En toda etapa de neutralización alcalina, en los procesos de refinación clásica, se producen pérdidas de aceite neutro que, ocluido incluso después de una centrifugación industrialmente eficaz de las pastas, es difícil recuperar. La cuantía en que se producen dichas pérdidas depende de / muchos factores; sin embargo, existe uno de especial interés origina do por un fenómeno degradativo del aceite, al que se le denomina "saponificación parasitaria". Dicho fenómeno consiste en la hidrólisis parcial del triglicérido y posterior saponificación de los ácidos grasos liberados, de acuerdo con la reacción:

117

R1

OH

OH

R2 + OHNa

R2 +

R2 +

R3

R3

OH

O R1-C-ONa O R3-C-ONa

donde se forman glicéridos parciales, (mono y diglicéridos) que, independientemente de constituir una parte, aunque sea pequeña, de materia grasa destruida o degradada, representan, por su carácter hidrofilolipófilo, unos excelentes agentes emulsionantes de aceite en agua, que hacen aumentar dichas pérdidas.

En general, las pérdidas de aceite neutro dependen de varios factores, entre los que podemos destacar, por su gran influencia, los siguientes: 1. El grado de saturación del aceite. En los aceites con un índice de iodo elevado, el fenómeno de la saponificación parasitaria se produce con mayor intensidad. 2. La acidez del aceite, por la mayor formación también de jabones que son, como sabemos, unos excelentes emulsionantes. 3. Las impurezas propias del aceite (fundamentalmente los fosfátidos y las gomas) así como la cantidad de glicéridos parciales formados. 4. La concentración de la lejía empleada, ya que los iones sodio actúan con mayor intensidad en los enlaces ester que si es diluida, y 5. El exceso de lejía, que influye bastante en el fenómeno de la saponificación parasitaria.

118

Así como otros factores que, dentro de las diversas etapas por la que pasa igualmente el aceite durante su refinación, están presentes, como es la filtración, centrifugación, lavado, etc. del aceite. Como se ha indicado, durante la fase de neutralización se producen pérdidas, que se deben fundamentalmente a: a) Neutralización de ácidos orgánicos presentes en el aceite; b) Saponificación de glicéridos neutros; c) Pérdidas de aceite neutro por fenómenos de emulsión; d) Saponificación de mucílagos, sustancias colorantes y otras impurezas.

Por lo que se refiere a la pérdida d), ésta no se puede evitar, porque es la finalidad de la neutralización. La pérdida b) se puede reducir al mínimo procurando actuar con las siguientes precauciones: -

dosificación muy precisa de la cantidad de solución de NaOH:

-

Utilización de las concentraciones más idóneas;

-

Trabajar a temperatura lo más baja posible.

Las pérdidas c) y d) se pueden eliminar, o reducir mucho, efectuando la operación de neutralización sobre aceites perfectamente desgomados. Las pérdidas por neutralización se calculan por: P = l00x A = (%) en donde: P = porcentaje de pérdida; A = acidez del aceite expresada en %;

119

B = porcentaje de ácidos grasos libres presentes en la pasta jabonosa (soapstock). Esta fórmula simplificada presupone que el aceite ha sido neutralizado completamente. Si contuviese pequeños porcentajes de ácidos grasos libres, la fórmula sería:

P = (100x(A-Ai)) / B donde Ai será el porcentaje de ácidos grasos libres presentes en el aceite neutralizado. En la práctica el mejor método para hallar las pérdidas de neutralización es el control de peso del aceite neutro, ya que la fórmula arriba indicada no tiene en cuenta el aceite neutro saponificado y otros factores. Hoy es muy utilizada, para determinar las pérdidas de neutralización, la llamada «pérdida Wesson», que no es sino la acidez del aceite, expresada en porcentaje de ácido oleico presente en el aceite, más las impurezas (insolubles en éter de petróleo) en él halladas. Pérdida Wesson = A + I = W%, en donde A = porcentaje de ácidos grasos expresado como ácido oleico; / = porcentaje de impurezas.

En base de estos porcentajes se calculan hoy los índices de pérdida de neutralización. Para cada tipo de aceite tendremos por lo tanto dos valores: -

La acidez, expresada en porcentaje AGL (Ácidos Grasos Libres);

-

la pérdida Wesson %

En general, la pérdida de neutralización se mantiene normalmente entre los valores siguientes: -

Aceites con acidez hasta 4 grados (4 % de acidez): 0,84+1,2 W%

120

-

aceites con acidez superior: 1,4 x W%

Una buena Depuración tiene una gran repercusión en la winterización y en el resto de operaciones de Refino. Por eso en algunos casos es necesario recurrir a un proceso de re-refinación para conseguir una mejor depuración.

¾ Re-refinado de aceites neutralizados. El aceite neutro proveniente de la sección de neutralización puede contener todavía pequeñas cantidades de ácidos grasos libres e impurezas varias (fosfátidos, mucílagos... etc.), que pueden ser eliminadas tratando este aceite con una solución diluida de hidróxido sódico. La experiencia ha demostrado que este procedimiento de Re-refinación es muy útil en los casos en que se trabaja aceite de colza o soja, aceites ricos en mucílagos y fosfátidos, y, por tanto, sujetos a fenómenos de reversión, es decir, oxidaciones que se verifican en estos aceites después de la refinación, con graves consecuencias para su conservación.

La finalidad de la Re-refinación es la de eliminar de los aceites neutralizados las últimas trazas de ácidos grasos, fosfátidos... etc. Si esta operación se realiza convenientemente, se consiguen importantes ventajas, como son: -

Mejor conservación de los aceites refinados;

-

Mayor facilidad de decoloración de los aceites neutros;

-

Mayor facilidad de desodorización.

121

Los esquemas de trabajo son iguales a los correspondientes a la neutralización, con la diferencia que en lugar de utilizar soluciones de hidróxido sódico de media o alta concentración, se usan soluciones diluidas de hidróxido sódico y carbonato sódico. Este último tiene la función de precipitar los compuestos de magnesio y calcio con la consiguiente rotura de las emulsiones. Normalmente, la cantidad de solución alcalina que se utiliza en la operación de rerefinación es del 2-3 %, efectuándose a temperatura de 80-90 °C.

2. WINTERIZACIÓN. ƒ

Fundamento.

El proceso de winterización tiene por objeto separar de los aceites llamados DUROS, ceras, estearinas ú otros glicéridos saturados de alto Punto de Fusión, conocidos principalmente, en el argot oleícola, como margarinas y ceras, que originan enturbiamiento y aumento de viscosidad en los aceites al bajar la temperatura.

La demanda de aceites líquidos se ha incrementado en los últimos años, principalmente para ensaladas y usos de cocina. Una importante propiedad de estos aceites es su bajo punto de enturbiamiento, que es la temperatura a la que aparece turbiedad cuando el aceite se enfría en determinadas condiciones. Es ésta una operación industrial que conlleva un importante factor de pérdida de aceite, generalmente, de ahí la importancia que tiene. Dentro de todo el proceso de Refino, la Winterización, conviene situar la después a la Decoloración, siendo el orden ideal de operaciones en cuanto a la mejor cristalización pero, evidentemente no en el aspecto de consumo de energía.

122

Definiendo esta operación como "Una cristalización conducida, encaminada al Fraccionamiento en dos Fases (una sólida y otra líquida) de los glicéridos que componen un aceite en orden a su diferente Punto de Fusión". Consiste en precipitar en forma de cristales, en determinadas condiciones de temperaturatiempo, los glicéridos saturados causantes del enturbiamiento. El proceso es una verdadera cristalización fraccionada, donde los tres factores, temperatura, tiempo y agitación tienen una importancia fundamental sobre la naturaleza y formación de los cristales.

‰

CRISTALIZACIÓN

La Cristalización se define como la formación de partículas sólidas de un soluto por sobresaturación del medio (solución madre). Para la separación de las fases (sólida y líquida) obtenidas, es deseable que los cristales alcancen un tamaño adecuado y uniforme y, en ello influye: (a) La Pureza del producto cristalino: Aunque un cristal bien formado es prácticamente un producto puro, siempre se tiene, en mayor o menor proporción, líquidos de la solución madre. (b) Equilibrio y Rendimiento: El equilibrio se consigue a partir de que la solución madre alcanza el Punto de SATURACIÓN. A partir de este punto y manteniendo un ligero grado de concentración del soluto, por encima del punto de saturación, se inicia el CRECIMIENTO de los cristales hasta el tamaño adecuado para la posterior separación de Fases.

El tiempo para esta etapa de "crecimiento" aumenta considerablemente al tratarse (como en nuestro caso) de soluciones de elevada viscosidad, donde se dificulta la

123

transferencia de materia, ó cuando se produce una sedimentación de los cristales, con igual dificultad de contacto con la solución madre sobresaturada. En toda cristalización conducida existen dos etapas: 1. La nucleación o nacimiento de núcleos cristalinos (microcristales) 2. El CRECIMIENTO de los cristales hasta tamaños macroscópicos. Para que tenga lugar la primera es preciso alcanzar la SOBRESATURACIÓN del medio; no es posible el nacimiento de cristales (ni su crecimiento) en soluciones simplemente saturadas (Equilibrio).

Para conseguir el necesario grado de sobresaturación en la disolución, se realiza el enfriamiento ya que la solubilidad del soluto aumenta fuertemente con la temperatura.

El GRADO DE NUCLEACION, es decir, el nº de núcleos cristalinos formados por unidad de volumen y tiempo, es el primer parámetro a considerar en una cristalización. Para obtener macrocristales que, luego, sean susceptibles de una fácil separación, es preceptivo un grado de Nucleación pequeño, seguido del crecimiento adecuado, máximo y estable. El parámetro fundamental para ambos efectos es el mantenimiento de un ligero grado de sobresaturación del soluto en la solución madre. En la winterización esto se consigue: 1) Enfriamiento rápido y homogéneo del aceite hasta los aprox. 20ºC-25ºC 2) Enfriamiento lento y homogéneo hasta la temperatura mínima estudiada según el tipo de aceite. 3) Maduración o mantenimiento de las condiciones, ligeramente por encima del punto de equilibrio.

124

El estudio de la curva de enfriamiento de los aceites ha demostrado que las condiciones de temperatura-agitación-tiempo más idóneas para el proceso son las

temperatura

representadas en el gráfico:

Nucleación Cristalización Separación

tiempo En este esquema puede observarse que las zonas (2º) y (3º) antes dichas, se funden en una y es que el Enfriamiento lento ha de mantener realmente; durante el crecimiento de los cristales, para contrarrestar el calor de formación de la cristalización. Las zonas 2º y 3º, es decir, la cristalización presenta diagramas de enfriamiento muy específicos (gradiente de temperatura en el tiempo y temperatura mínima final) para cada tipo de aceite, a fin de asegurar la correcta Nucleación y sistemático crecimiento de los cristales. Atendiendo a la composición de los aceites, con muy distintos porcentajes de ácidos Grasos Saturados e Insaturados, puede comprenderse fácilmente esta variedad y especificidad en los Diagramas de Enfriamiento.

125

Veamos las cuatro posibilidades en que puede presentarse la Molécula de Triglicérido:

Donde (S) es el radical de un Ácido Graso Saturado e (I) es de uno Insaturado.

Mediante el cálculo de probabilidades y teniendo en cuenta los muy diversos porcentajes de Ácidos Grasos Saturados e Insaturados y su variedad en la composición de los diversos aceites, puede comprenderse lo ya expuesto en cuanto a la especificidad de los Diagramas en Enfriamiento. La concentración de soluto es parámetro definitorio para conseguir la sobresaturación necesaria para la cristalización. Por las leyes de la cristalización se sabe que: -

El descenso de la temperatura facilita la separación en una solución, por sobresaturación, de los componentes con más alto punto de fusión.

-

La agitación facilita la formación de pequeños cristales.

-

El tiempo, acompañado de un lento descenso de la temperatura, y la inmovilidad facilitan el crecimiento de los cristales.

Por estas razones, las plantas de winterización clásicas están constituidas (Fig. 19.1) por:

126

-

Un sistema de enfriamiento rápido provisto de un adecuado sistema de agitación, para inducir la generación de pequeños cristales.

-

Un sistema de tanques estáticos (cristalizadores), colocados en un ambiente a temperatura controlada, para conseguir el crecimiento de los cristales.

ACEITE A WINTERIZAR

Fig. 19.1.

ACEITE WINTERIZADO

Esquema de una planta de Winterización convencional: A) Refrigerador rápido. B) Cristalizadores. C) Filtro prensa. D) Grupo frigorífico.

La operación de winterización es de gran importancia cuando se trabaja con aceites de alto contenido en glicéridos saturados, como sucede en los aceites de oliva, algodón y pepita de uva.

‰

SEPARACIÓN.- EL DESCERADO POR VIA HUMEDA

Las ceras en presencia de agua y de un agente de mojadura, una vez cristalizadas, son susceptibles de separación de la fase aceite por centrifugación. La naturaleza polar de las ceras, sus propiedades hidrofísicas (son mojadas por el agua) y la estabilidad de los macrocristales que forman al descender la temperatura, posibilitan esta separación por centrifugación en continuo. El aceite crudo, después de una neutralización en caliente de forma clásica de manera que queden menos de 2 g/l de jabones en la fase ligera. Al aceite neutralizado se le añade entonces de un 2 a un 4% de agua antes de ser enfriado y madurado durante 6 horas a 4°C.

127

La mezcla se separa a continuación mediante centrifugación en frío: el agua (fase pesada) se lleva con ellos los jabones y las ceras precipitadas. Se recomienda realizar esta separación en frío con una centrífuga autolimpiante para evitar realizar demasiadas paradas de la planta para limpieza.

El aceite neutralizado se enfría a continuación en un intercambiador de calor regenerativo mediante aceite frío, a continuación se enfría con agua y finalmente con un refrigerante hasta una temperatura de 5-10º C. La mezcla se mantiene en tanques, agitando suavemente durante unas 4-6 horas. Las ceras se precipitan en forma de pequeños cristales, que son entonces humedecidos y absorbidos por una fase acuosa que contiene algunos jabones y sosa, (aprox. 15 - 20% exceso sobre estequiométrico). Tras otra aglomeración en el segundo tanque (promovida por una pequeña cantidad de un electrolito del tipo del sulfato de sodio), la fase acuosa se separa por centrifugación en la segunda separadora de la fase de aceite, que está prácticamente libre de ceras.

Para disminuir la viscosidad del aceite y facilitar la separación, se calienta la alimentación justo antes de la segunda separadora hasta unos 17-20°C (Retempering). Como los cristales de cera, de alto punto de fusión, están ahora "protegidos" dentro de la fase acuosa, no hay riesgo de que dichos cristales se fundan. Después de la separación centrífuga, el aceite descerado puede contener aún hasta 50 mg/kg de ceras. Esto es suficientemente bueno para superar la prueba en frío de 24 horas a 0ºC, pero puede no ser bastante para pasar el test más severo de 1 + 3 días. Para alcanzar un descerado completo es posible realizar una filtración de pulido directamente después de la separadora de descerado, sin necesidad de ningún tiempo de retención. En este caso, la

128

filtración es igualmente dificultosa y lenta, siendo necesario el uso de potenciadores de filtración. Sin embargo, debido a la pequeña cantidad de ceras que quedan, el consumo de potenciadores es mucho menor. Igualmente, las pérdidas de aceite son menores comparadas con la cantidad total de ceras retiradas por filtración. También es usual una Filtración seca (Pulido) final del aceite Refinado, a temperaturas entre 15-20° C, y con una pequeña cantidad de tierras diatomeas (potenciador de Filtración). Pero la solución más sencilla para alcanzar un descerado completo es aumentar el tiempo de cristalización a 12 h, de esta manera se mejora el descerado y por tanto las cualidades del aceite refinado.

3. LAVADO de aceites neutralizados Para obtener aceites libres de jabones después de las operaciones de desgomado, neutralización y re-refinación, se debe proceder a un enérgico lavado del aceite con agua caliente ya que los jabones son siempre parcialmente solubles en el aceite neutro.

Aceite Neutro calentamiento agua de lavado

mezcla separación

Aceite Neutro Lavado

agua de lavado

Esquema de lavado continuo de aceites y grasas neutras.

129

El funcionamiento de la instalación es simple: el aceite neutro llega al calentador, en donde alcanza los 90-95 °C y pasa al mezclador en unión de una cantidad, dosificada, de agua de lavado a 90-95 °C; en este mezclador, el aceite entra en íntimo contacto con el agua de lavado en estas condiciones las trazas de jabón se disuelven en agua. Por lo general, la cantidad de agua de lavado es aproximadamente del 1015% de aceite en peso. Después de la mezcla, la suspensión aceite-agua pasa al separador centrífugo que efectúa la separación de los dos componentes. Para el lavado de los aceites es conveniente utilizar agua de baja dureza y a ser posible condensado, que en definitiva es agua destilada efectuando esta operación adecuadamente, es posible bajar el contenido en jabón en el aceite por debajo de 100 p.p.m. Con una única etapa de lavado es posible alcanzar un aceite con menos de 0.007% de jabones, pero si se quiere llegar a cifras inferiores (0.002%) es preciso incluir una segunda etapa de lavado. Las descargas de lodos de la centrífuga se envían a un tanque para recuperación de la grasa que se bombea al inicio del proceso.

Hasta ahora hemos examinado separadamente las cuatro operaciones que constituyen el ciclo de trabajo inicial de la refinación en continuo de aceites y grasas que son: a) desgomado; b) neutralización; c) winterizado; d) lavado.

130

Si ponemos en serie estas cuatro operaciones tenemos el esquema simplificado:

4. SECADO de aceites neutralizados y lavados. El aceite es aspirado a una torre de vacío, donde es dispersada en finas partículas por boquillas atomizadoras y el agua es evaporada inmediatamente por el vacío creado. Normalmente, la cantidad residual de agua que llega a esta etapa es baja debido a que la separación previa es bastante eficiente. Se trata casi de un agua dispersa en la grasa que quede representar un 0.5% del total. Por esto, un vacío moderado de 50-60mm de mercurio es suficiente para pasar de ese 0.5% de humedad a menos de un 0.05%.

131

Los aceites y grasas antes de someterse al proceso de decoloración deben estar libres de humedad, ya que el agua es enemiga de las sustancias decolorantes. Bastan pequeñas cantidades de agua en una sustancia grasa para reducir sensiblemente la acción decolorante de las tierras y carbones. La deshidratación de un aceite o de una grasa es una operación necesaria antes de efectuar la decoloración. Esta operación se realiza calentando la sustancia grasa a 70-80 °C y en vacío. En estas condiciones el agua se evapora y se condensa separadamente.

Para evitar jabones y fosfatos que favorecen la formación de espumas que interrumpen el proceso de secado se debe añadir ácido cítrico para romper las trazas de jabón y así realizar un lavado más eficiente. El equipo será de funcionamiento continuo ya que las plantas de neutralización y lavado trabajan con separadores centrífugos.

132

El funcionamiento es muy simple: la sustancia grasa a secar entra en el calentador A donde llega a 70-80° C y pasa al deshidratador B, donde hay una presión absoluta de 50-70 mm Hg creada por el condensador barométrico, C, y la bomba de vacío D. Un sistema de placas hace caer el producto hasta el fondo del equipo bajo la forma de una película continua de líquido. En estas condiciones de temperatura y presión, el agua se evapora rápidamente. La bomba E, extrae continuamente la sustancia grasa: una válvula de flotador garantiza un nivel constante en el interior del equipo. Se trata, en general, de aparatos que tratan grandes capacidades y de dimensiones reducidas.

5. DECOLORACIÓN de aceites neutralizados, lavados y secados. ƒ Fundamento En esta fase del proceso se tratará de la eliminación de las sustancias colorantes (clorofilas, feofitinas) contenidas en los productos neutros. El procedimiento más usado es el de hacer adsorber las sustancias colorantes por tierras especiales o carbón activo, bajo particulares condiciones de trabajo, como son: temperatura, tiempo de contacto y presión. Aprovechando el poder adsorbente que poseen algunas tierras minerales (naturales o activadas) y el carbón activo vegetal sobre los pigmentos naturales de alto peso molecular de los aceites, la operación de decoloración se lleva a cabo en la industria, sometiendo a dichos aceites a la acción de estos agentes. La capacidad de los mencionados adsorbentes para cada uno de los pigmentos que habitualmente se encuentran en los aceites vegetales es distinta; así, por ejemplo, las tierras son más aptas para eliminar la pigmentación verde-azulada de las clorofilas, y el carbón activo para los pigmentos rojos y anaranjados, como los carotenos. No

133

obstante, existen algunos aceites que, por sus especiales características, no se pueden decolorar mediante estos agentes, requiriéndose otros procedimientos, tal como ocurre, por ejemplo, con el aceite de algodón, cuyo color rojo es debido al "gosipol".

TIERRAS DECOLORANTES

‰

Son arcillas especiales activadas con procedimientos físicos y químicos, como son: -

Disgregación en agua;

-

Lavado con soluciones de ácido sulfúrico;

-

Filtración;

-

Secado;

-

Molienda.

El poder decolorante de estas tierras depende esencialmente de la calidad de la materia prima. Normalmente el análisis químico de estas tierras proporciona escasa información sobre el poder decolorante que tendrán las tierras después de los tratamientos indicados; parece que un factor determinante es la forma microcristalina de las arcillas y las impurezas que contienen. Las causas del poder adsorbente de estas tierras activadas no son bien conocidas; la tensión superficial, aumentada por la gran superficie que ofrecen, cumple un papel importante en la adsorción de los grupos cromóforos presentes en los aceites y grasas. De hecho, el tratamiento con solución acuosa de ácido sulfúrico de las tierras no tiene otra función que la de vaciar los capilares de éstas de sustancias extrañas, dejando una masa altamente porosa. Este mecanismo químico-físico de la adsorción de las sustancias colorantes, debido a no haber encontrado una explicación clara, hace difícil el problema de la

134

producción de las tierras. Hay algunas canteras de estas especiales arcillas que proporcionan tierra con diferente efecto decolorante, aun tratándose del mismo filón. Normalmente las fábricas de tierras decolorantes usan mezclas de arcillas especiales para obtener productos de características bastante constantes. Se ha dicho anteriormente que las tierras se someten a un tratamiento con ácidos minerales, y por tanto son siempre ácidas, y esto explica por qué se verifica un aumento de la acidez en los aceites y grasas después del tratamiento con estas sustancias. La acidez de estas tierras varia con el tipo: normalmente el aumento de acidez que se origina en un aceite o grasa después de la decoloración con tierras activadas es del orden del 0,1%.

‰

CARBONES ACTIVOS

Pueden ser de origen animal o vegetal. Los más utilizados son los de origen vegetal, que se obtienen de la destilación seca de ciertas ramas de árboles. Los carbones que se obtienen de esta destilación se muelen finamente y se activan con reactivos químicos. La acción decolorante parece ser debida a la gran superficie que originan estos carbones; se calcula que un gramo de carbón puede dar lugar a una superficie de varios metros cuadrados; esta gran superficie, recogida en un pequeño volumen, debe influir en la tensión superficial de los compuestos con los que están en contacto, causando fenómenos de adsorción.

En el comercio hay gran cantidad de carbones activos: unos para la adsorción de gases y vapores, otros para la adsorción de olores y otros para la adsorción de sustancias colorantes, etc. No es frecuente utilizar sólo carbón activo para la decoloración de aceites y grasas; de hecho, las refinerías emplean una mezcla con

135

tierras decolorantes. El carbón es muy efectivo para separar el color rojo de aceites y grasas. En refinerías, sin embargo, es usual utilizar una mezcla con tierras decolorantes a razón del 5-10 % de carbón y del 90-95 % de tierras. En el mercado se encuentran tierras decolorantes que contienen ciertas cantidades de carbón. El uso del carbón activo se limita para los casos en que hay dificultad de decolorar. No obstante, dado el alto poder de retención de aceite y su relativo alto costo, de siete a ocho veces superior al de las tierras, se tiende a minimizar el empleo de carbón activo. La decoloración se efectúa después de la deshidratación de la grasa, manteniendo en contacto la misma con las sustancias decolorantes (tierras o carbones) durante un tiempo determinado y en condiciones de presión y temperatura también determinados. Y es necesario para conseguir una buena decoloración que la acidez del aceite sea inferior al 3% (expresada en ácido oleico). En la Diagrama se muestra una planta de decoloración continua bajo vacío:

A) Homogeneizador. B) Dosificador continuo. C) Mezclador continuo. D) Decoloradora continua. E) Condensador barométrico. F) Bomba de vacío. G) Bomba de extracción. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Entrada sustancia decolorante. D-1) Entrada de vapor. E-1) Salida de condensado.

136

El funcionamiento de la instalación es el siguiente: la sustancia grasa previamente secada y calentada a 60-70 ºC, entra en el mezclador C, donde se pone en contacto y se mezcla íntimamente con la sustancia decolorante proveniente del dosificador continuo, B, y del homogeneizador, A. El sistema permite una dosificación continua y controlada. La suspensión que se genera en el mezclador, C, pasa al decolorador continuo, D. Un grupo de válvulas garantiza el nivel constante en el mezclador. La suspensión grasa-tierra decolorante, al entrar en el decolorador, D, pierde rápidamente su humedad en la primera parte del equipo, prosiguiendo su camino a lo largo del eje del decolorador hasta llegar al nivel del rebose, que se encuentra en la parte final. El equipo tiene una capacidad tal que mantiene el contacto grasadecolorante alrededor de treinta minutos. Un grupo condensador barométrico-bomba de vacío garantiza una presión absoluta de 50-70 mm Hg. La suspensión grasa-decolorante al salir del decolorador es recogida por una bomba especial y enviada a la sección de filtración, donde se efectúa la separación de los dos componentes. En esta instalación es posible decolorar, en continuo, 200 tons/día con un decolorador de 10 m3 de capacidad. Naturalmente, se pueden construir instalaciones de todas las capacidades. Naturalmente estas plantas continuas se pueden realizar con otros elementos diferentes de los indicados, así como también el sistema de calentamiento del decolorador se puede realizar por fuentes de calor diferentes del vapor de agua.

Normalmente, cuando se deben decolorar aceites y grasas a alta temperatura, como en el caso de aceite de palma, el calentamiento del decolorador se realiza por

137

aceite mineral en circuito cerrado o vapor a alta presión. Seguidamente se indicará la influencia que sobre el proceso de decoloración tienen los siguientes factores: temperatura, tiempo de contacto y presión absoluta.

La tabla siguiente muestra las ventajas que supone el uso de la decoloración continua sobre la decoloración discontinua.

Datos referentes a 1 ton

Decoloración

Decoloración

de aceite decolorado

discontinua

continua

Consumo de vapor (Kg)

110

90

5

3

5

3

20

16

30-180

30

Consumo de energía (Kwh) Consumo de agua (m3) Consumo de tierra decolorante a igualdad de calidad y color (Kg) Tiempo de contacto aceite-tierra (min)

Los factores que influyen en el fenómeno de adsorción son: ♦

TEMPERATURA. El fenómeno de la decoloración por adsorción es débilmente exotérmico, y para

una temperatura constante y pequeñas concentraciones de pigmento, éste responde con bastante aproximación a la conocida ecuación de Freundlich.

X = K •Cn y en su forma logarítmica, por la recta de ecuación:

138

log X = log K + n • log C donde, en este caso, sería: X = Cantidad de pigmento adsorbido por 1 gramo de tierra o carbón activo. C = Concentración del pigmento en el aceite. K y n = Constantes que dependen de la naturaleza del adsorbente, de las sustancias adsorbidas y del solvente, en este caso el aceite. En la ecuación de Freundlich, el valor de n está comprendido entre 0 y 1. No obstante, los valores de ambas constantes K y n pueden ser determinadas experimentalmente para las diversas isotermas de adsorción, como los antilogaritmos de las ordenadas en el origen y de las pendientes respectivamente de dicha familia de rectas. Es bien sabido que la temperatura tiene una notable influencia en la decoloración de una sustancia grasa cuando ésta está en contacto con una tierra decolorante. Para dar una idea de esta influencia, el gráfico de la figura expone los resultados de una serie de pruebas realizadas sobre un aceite de soja neutralizado trabajando a diferentes temperaturas, pero en las mismas condiciones y utilizando igual cantidad de tierra decolorante (2% en peso).

Influencia de la temperatura sobre el efecto decolorante

139

Como puede observarse, a baja temperatura el poder decolorante es muy limitado, llegando al máximo cuando la temperatura es de unos 100ºC para decrecer a partir de dicha temperatura. El poder decolorante se ha determinado con el aparato Lovibond en columna de 13,33 cm. En el gráfico, la curva en línea continua se refiere al color amarillo y la de trazos se refiere al rojo. A la derecha del gráfico se representa la escala del rojo, y a la izquierda, la del amarillo. Las pruebas fueron realizadas trabajando a presión atmosférica y con fuerte agitación. Hay que precisar que no todos los aceites se comportan igual y se puede afirmar que cada sustancia grasa tiene su óptimo de temperatura a los efectos del proceso de decoloración. Por esta razón, en las plantas de refinación se realizan pruebas preliminares para encontrar dicho óptimo de temperatura. Por tanto, el gráfico expuesto no tiene más que un carácter indicativo.

♦ TIEMPO. También el tiempo de contacto sustancia grasa-tierra decolorante tiene su importancia a efectos de poder adsorbente de una tierra y también en este caso se puede ilustrar mejor la influencia de este factor con un gráfico.

In fluen cia d el tiempo de co ntacto sobre el efecto d ecolora nte

140

Los datos indicados del gráfico de la figura han sido obtenidos trabajando sobre un aceite de soja neutralizado en las siguientes condiciones: -

temperatura de decoloración, 95 °C;

-

cantidad de tierras decolorantes, 2 %;

-

presión absoluta, 60 mm Hg;

-

agitación, fuerte.

También en este caso el color ha sido controlado con el aparato Lovibond en columna de 13,33 cm. Como puede observarse por la curva del amarillo, la acción decolorante es máxima para un tiempo de unos 30 minutos de contacto, descendiendo lentamente al prolongarse el tiempo. Este gráfico explica por qué la decoloración continua de una sustancia grasa, donde se puede mantener constante el tiempo de contacto aceite tierra, es más eficaz que una decoloración discontinua.

o Presión absoluta Al hablar, aunque fuese brevemente, de los productos decolorantes (tierra y carbones), se ha afirmado que el poder decolorante era debido, en su mayor parte, a la influencia que tenían estas sustancias en la tensión superficial por efecto de la gran superficie que ofrecen a las sustancias con las que están en contacto. Esta gran superficie se debe a la formación de innumerables capilares, que en un ambiente atmosférico estarán saturados de aire. De esta consideración aparece claro el porqué de la necesidad de desairear estos productos para que puedan ejercer una acción óptima. En la industria, el sistema más simple para desairear una sustancia decolorante es el de bajar la presión absoluta en los equipos de decoloración a valores próximos a los 50-70 mm Hg con el fin de eliminar todo el aire presente.

141

ƒ Condiciones de la operación La decoloración de un aceite en la industria se suele llevar a cabo a temperatura elevada y a vacío, con dos objetivos, que son: a) Eliminar la posible humedad aportada al aceite por dichas tierras, que perjudicaría una eficiente adsorción. b) Minimizar los riesgos de alteración del aceite por acción simultánea de ambos agentes, que son las tierras y la humedad.

En general, dentro de un proceso clásico de refinación, las condiciones de la operación de decoloración pueden ser las siguientes: -

TEMPERATURA = 70 - 80 ºC o algo superior.

-

PRESIÓN ABSOLUTA sobre la superficie del aceite = 10 mmHg.

-

AGENTE DECOLORANTE: 0.1 - 5 % (p), referido a la cantidad total de aceite, que deberá ser agregado lentamente.

-

TIEMPO DE CONTACTO =15-30 minutos.

En la práctica, y debido generalmente a que la coloración de los aceites vegetales es producida conjuntamente por las clorofilas y por los carotenos, se suelen mezclar ambos adsorbentes en proporciones adecuadas para que el color de dicho aceite quede entre los límites aceptados normalmente por el consumidor.

142

6. DESODORIZACIÓN de aceites neutralizados, lavados, secados y decolorados. La desodorización es la última operación industrial a que se somete el aceite dentro de un proceso clásico de refino. En ésta se le eliminan al aceite por destilación y a presión reducida, ciertos componentes volátiles (aldehídos y cetonas sobre todo) no deseables que perjudican las características organolépticas.

ƒ

Fundamento

Es necesario eliminar las sustancias que proporcionan olores y sabores desagradables. ‰

Naturaleza y origen de las sustancias que producen dichos olores y sabores.

Estas sustancias se pueden clasificar en tres grupos: -

Hidratos de carbono no saturados;

-

Ácidos grasos de bajo peso molecular;

-

Aldehídos y cetonas.

En conjunto, estas sustancias se encuentran en las grasas en cantidades muy pequeñas, del orden de 0,001-0,01 %, pero bastan estas pequeñas cantidades para originar productos no comestibles. Entre los hidratos de carbono no saturados se recuerda el escualeno, cuya presencia destaca especialmente en el aceite de soja. Entre los ácidos grasos de bajo peso molecular predominan el ácido butírico y caproico. Estos ácidos están, en general, ya presentes en los aceites crudos, mientras el grupo de los aldehídos y cetonas se forman durante los diversos procesos de la refinación.

143

Entre las características físicas comunes de todas estas sustancias están la gran diferencia de volatilidad entre ellas y los glicéridos. En esta propiedad se basa el proceso industrial de la desodorización. La eliminación de las sustancias malolientes de una grasa se realiza por el procedimiento de destilación y, por tanto, estará influenciada por factores como la temperatura, presión y tiempo.

Para una mayor información, en la tabla se recogen las temperaturas de ebullición de los ácidos palmítico, esteárico y oleico a diferentes presiones absolutas. De esta tabla se deduce que la temperatura de ebullición de los tres ácidos baja notablemente al disminuir la presión absoluta, y, por tanto, si queremos destilar estos ácidos a la temperatura más baja posible debemos operar con presiones absolutas muy bajas.

Presión absoluta mm Hg

Temperatura de ebullición (°C) Ácido palmítico

Ácido esteárico

Ácido oleico

100

270

290

285

40

244

263

255

10

210

228

220

4

192

209

205

2

179

193

190

1

167

183

175

0,5

154

170

162

0,1

132

148

140

Por lo que la operación está regida en la práctica por la Ley de los gases perfectos: p = n•R•T/V

144

donde p (presión existente en la superficie del aceite) y para que se realice el proceso, debe ser igual a la suma de las tensiones parciales de vapor de los componentes volátiles en estado puro a la temperatura de la operación T. Ley Henry ⇒ P= Σ Piº(T) La programación de la temperatura y la presión de esta operación, juegan en la práctica un factor muy importante, tanto en la calidad final del aceite como en la eficiencia y economía del proceso.

Como puede deducirse fácilmente de la expresión matemática de dicha Ley, a mayor presión absoluta sobre la superficie del aceite, mayor temperatura será necesario emplear para la destilación; lo que significa igualmente que, si se desea bajar la temperatura, deberá reducirse entonces proporcionalmente la presión. y esto es equivalente a aumentar el vacío para que se mantenga entre los límites adecuados la eficiencia de la operación.

Por otro lado, la temperatura que es necesario alcanzar para que se verifique la destilación de los componentes interesados, aumenta con su peso molecular; no obstante, deberán evitarse límites excesivamente altos que puedan ser riesgo de degradación o destrucción de otras sustancias; éstas pueden ser el propio aceite neutro o sus componentes vitamínicos, provitamínicos o antioxidantes, aunque en estos casos es fundamental, igualmente, el tiempo de la operación. Otro aspecto del proceso de destilación es, precisamente, el poder rebajar todavía más esta temperatura de ebullición inyectando en la masa en destilación un componente gaseoso inerte, como es el vapor de agua.

145

Si tomamos los ácidos grasos y los calentamos hasta una temperatura próxima a su temperatura de ebullición no se produce destilación, pero si inyectamos en la masa de aceite el vapor de agua observamos una rápida y violenta destilación. El vapor de agua no ha hecho otra cosa que modificar la tensión de vapor de los ácidos grasos y consecuentemente rebajar su punto de ebullición.

La cantidad de vapor a inyectar requerida para la desodorización es: -

Directamente proporcional a la cantidad de aceite o grasa a tratar;

-

Directamente proporcional a la presión absoluta en el equipo de desodorización;

-

Directamente

proporcional

al

logaritmo

de

la

razón

entre

las

concentraciones inicial y final de las sustancias odoríferas a eliminar; -

Inversamente proporcional a la tensión del vapor de las sustancias odoríferas a una determinada temperatura y velocidad de vaporización.

TEMPERATURA y PRESIÓN de desodorización.

‰

El aumento de temperatura, acompañado de una disminución de la presión, facilita el proceso de destilación. En el caso específico de la desodorización de los aceites y grasas la presión puede reducirse al mínimo posible, pero el incremento de la temperatura está limitado, ya que se pueden producir los siguientes fenómenos: -

Destilación de una parte de los glicéridos;

-

Fenómenos de polimerización;

-

Hidrólisis parcial de los glicéridos.

146

Los peligros de hidrólisis son más graves en los equipos de funcionamiento discontinuo, donde la presión absoluta es relativamente alta y donde la permanencia de la sustancia grasa es de varias horas. En general, la temperatura y presión de desodorización, en instalaciones adecuadas, se mantienen dentro de los límites recogidos en la tabla.

Sistema de desodorización Discontinuo

Tipo de aceite

Presión, Torr

Continuo

Temperatura, °C

Presión, Torr

Temperatura, °C

Soja Colza

10-20 10-20

200 200

4-6 4-6

230 230

Cacahuet

10-20

190

4-6

215

Girasol

10-20

190

4-6

215

Oliva

10-20

180

4-6

210

Coco

10-20

180

4-6

190

Palma

10-20

180

4-6

200

Palmiste

10-20

180

4-6

200

Si se trabaja en estas condiciones, las pérdidas en desodorización raramente superan el 1 %. La utilización de baja presión protege el aceite caliente de oxidaciones atmosféricas, evita la hidrólisis del aceite por el vapor y reduce el consumo de vapor.

‰

TIEMPO de desodorización.

También el factor tiempo tiene una gran importancia sobre el proceso de desodorización. Cuanto menor sea el tiempo de permanencia de la grasa en el desodorizador mejor será su calidad final. Aunque este tiempo debe ser suficiente para

147

la extracción total de los productos malolientes es, no obstante, necesario que la operación se realice lo más rápidamente posible. Ya se ha indicado la influencia que tienen la temperatura, presión y cantidad de vapor de agua que se inyecta, sobre el tiempo de permanencia en el desodorizador. La experiencia ha demostrado que la desodorización continua debe, sin duda alguna, preferirse a la discontinua, ya que en las instalaciones continuas es posible reducir notablemente el tiempo de desodorización.

Un tiempo de desodorización prolongado presenta los siguientes inconvenientes: -

Fenómenos de polimerización;

-

Sabor a «cocido» en los aceites;

-

Deterioro del color del aceite refinado.

Normalmente en las instalaciones discontinuas, los tiempos de desodorización van de un mínimo de cinco horas a un máximo de doce horas, mientras que en las continuas este tiempo es de dos a tres horas.

‰

Cantidad de VAPOR requerido y sistema de inyección.

Como se ha visto, la cantidad y distribución del vapor de agua en la masa de sustancia grasa sometida a desodorización deben ser estudiadas lo mejor posible dado que de esto depende, en gran parte, la acción desodorante. En la tabla se recogen algunos datos referentes a la desodorización de aceite de soja neutralizado y decolorado, efectuada variando las relaciones entre cantidades de vapor inyectado y de aceite, y trabajando en las mismas condiciones de temperatura y presión en un equipo discontinuo con una capacidad de carga de 5 tons.

148

Cantidad de vapor inyectado, kg/h Tiempo de desodorización, hrs Temperatura, °C Presión, Torr

75

100

125

150

200

16 200 18

9 200 18

1 200 18

7 200 18

7 200 18

Como se puede observar en la tabla, las mejores condiciones de desodorización se consiguieron inyectando 125 kg/hora de vapor. Cantidades superiores no aportaban ninguna ventaja.

La experiencia ha demostrado que la inyección de vapor no debe efectuarse en una capa de aceite demasiado profunda, ya que cuanto más profunda es la capa más alta será la presión absoluta y, en consecuencia, menor el volumen de vapor. Experiencias realizadas en este sentido han demostrado que vapor inyectado en el punto más bajo de una masa de aceite de 2 m de altura, mantenida a una presión absoluta de 10 Torr en el aparato, alcanzaba una presión de 150 Torr, y en estas condiciones de presión la acción desodorante era prácticamente nula. Para llegar a presiones de vapor de 20 Torr era necesario inyectar el vapor a una profundidad de 200 mm. Todo ello demuestra que la acción desodorante se produce, prácticamente, en la superficie del aceite. Por consiguiente, los desodorizadores deberán tener capas de aceite lo más bajas posible, (200-250 mm), como sucede en las columnas de desodorización continua.

149

La instalación.Estas instalaciones están construidas por una columna vertical de desodorización y una serie de equipos que garantizan una presión absoluta constante y un intercambio térmico lo más alto posible entre el aceite caliente que sale y el aceite que entra. En la figura aparece una sección de una columna de desodorización continua típica:

A-1

Fig. Sección de una columna de desodorización continua: A) Colector de vapores. B) Platos de desodorización. C) Desviadores. D) Tubos de rebose. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Entrada de vapor indirecto. D-1) Descarga de condensado. E-1) Salida de vapores de destilación. F-1) Entrada de vapor directo.

Esta columna está constituida por una envolvente cilíndrica vertical en cuyo interior están montados una serie de platos colocados en cascada uno sobre otro. En el centro de la columna un colector recoge los vapores de destilación que se desprenden de los

150

platos. Cada plato tiene una serie de placas desviadoras que tienen por finalidad hacer recorrer un largo camino al producto a desodorizar.

Todos los platos, excepto el último, están equipados con serpientes de calentamiento con vapor indirecto a alta presión (35-40 kg/cm2) u otro fluido térmico, inyectores de vapor directo y tubos de rebose. El plato más bajo no dispone de serpentín ni de inyector de vapor, estando provisto solamente de un conjunto de intercambiadores donde se efectúa un intercambio de calor entre el aceite desodorizado saliente y el aceite entrante.

El funcionamiento es como sigue: el aceite entra por A-1, se precalienta a expensas del aceite desodorizado, y pasa al plato superior de la columna, donde recorre un laberinto generado por los desviadores, C, y rebosa, a través del tubo D, para caer al plato inferior, y así sucesivamente hasta llegar al último plato. En éste cede la mayor parte de su calor al aceite que entra y seguidamente se extrae de la columna. Durante el largo recorrido que el aceite realiza por los laberintos de los platos, se le inyecta una corriente continua de vapor de agua, realizándose así una gradual y perfecta desodorización.

El esquema indicado en la figura anterior es un ejemplo típico, pero existen otros tipos, difiriendo entre ellos en ciertas particularidades constructivas, como pueden ser el sistema de distribución de vapor directo, intercambiadores de calor, colectores de paso del vapor de destilación, etc.

151

En la figura siguiente aparece un diagrama general simplificado de cómo se realizan estas modernas plantas de desodorización continua.

Fig. Diagrama simplificador de una planta de desodorización continua: A) Filtro. B) Desaireador-Desgasificador. C) Cambiador de calor. D) Columna de desodorización. E) Separador. F) Separador. G) Termocompresor. H) Condensador. I) Bomba de vacío. A-1) Entrada de aceite. B-1) Salida de aceite. C-1) Salida de productos condensados. D-1) Entrada de vapor. E-1) Salida de condensado. F-1) Entrada de agua.

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También para estas instalaciones de desodorización se recogen en la tabla siguiente algunos datos relativos al régimen de funcionamiento.

Consumos por ton Capacidad

Vapor de

ton/24 h

calentamiento kg

Vapor directo kg

Vapor para el

Agua de

termocompresor

refrigeración a

kg

16°C m3

Energía

Presión

Kwh

Torr

30

250

50

180

25

5

4-6

50

230

50

170

24

5

4-6

75

210

45

160

22

4

4-6

100

200

45

160

20

4

4-6

Para dar una idea de las dimensiones de este tipo de columnas, la tabla siguiente recoge algunos datos informativos. Dimensiones

ton/24 h Diámetro ,mm

Altura, mm

Número de platos

Superficie, m2

30

2300

7400

5

3x3

50

2300

9600

7

3x3

70

3000

8600

6

4x4

100

3000

10800

8

4x4

120

3000

11900

10

4x4

Por supuesto, todas las partes del equipo que están en contacto con el aceite están construidas de acero inoxidable. Se ha demostrado que la utilización de acero al carbono en los desodorizadores no es conveniente, ya que debido a las altas temperaturas con que trabajan actualmente

153

estos equipos se originan pequeñas cantidades de jabones metálicos que hacen que los aceites refinados no estén perfectamente desodorizados y que sean inestables con el tiempo. Los materiales más idóneos para la construcción de estos equipos son los aceros inoxidables AISI 304 y 316. Se puede afirmar que hoy en día no se utilizan desodorizadores en acero al carbono si se quiere obtener buenos aceites refinados.

ƒ

Condiciones prácticas de la operación

Las condiciones de trabajo de la operación industrial de desodorización dependen, fundamentalmente, de la naturaleza del aceite, así como de las características de la instalación; no obstante, y en términos generales, los límites entre los que puede variar sus tres parámetros más importantes, son: -

TEMPERATURA : 200 - 250 ºC

-

VACIO : 2 - 5 mm Hg

-

TIEMPO: 1-7 horas.

El calentamiento del aceite se puede llevar a cabo de forma indirecta, por medio de vapor de agua recalentado procedente de una caldera, que al enfriarse o condensar sobre la superficie interior de un sistema de serpentines sumergidos en el seno de la carga, elevan su temperatura. Esta calefacción se puede realizar igualmente por medio de un fluido térmico, tal como cualquiera de una serie de aceites minerales especiales de alta estabilidad.

154

Por otro lado, y durante esta operación, se suele inyectar también vapor directo de arrastre, en una cantidad que puede estar en torno al 5% en peso de la masa total de aceite. Las

mejores

condiciones

de

trabajo

en

un

aparato

de

destilación

y

consecuentemente de desodorización: A. Temperatura, lo más alta posible. B. Presión absoluta, lo más baja posible. C. Cantidad controlada de vapor inyectado. Hasta ahora hemos hablado de destilación de ácidos grasos y no de sustancias malolientes. Veremos ahora cuáles son los límites de los parámetros A-B-C en el caso de la desodorización de las sustancias grasas.

A. Temperatura de desodorización La temperatura no se puede elevar demasiado porque de otro modo se corre el peligro de destilar, junto con las sustancias malolientes, parte de los glicéridos y de originar posibles procesos de polimerización. Si la temperatura es mayor de 210ºC entonces se destruyen los carotenos y se produce el llamado blanqueo por calor.

B. Presión absoluta en los equipos de desodorización El límite está dado exclusivamente por el tipo de equipo utilizado. Cuanto más baja sea la presión, más baja podrá ser la temperatura de desodorización. El vacío incrementa el contacto superficial entre el aceite y las burbujas de vapor.

155

C. Cantidad de vapor inyectado La cantidad teórica debería ser un volumen de vapor de agua igual al volumen de los vapores de las sustancias odoríferas a evaporar. En la práctica, la cantidad de vapor inyectado para el stripping es superior, pudiendo llegar a valores de 4 a 1 o más, según el tipo de equipo. Según la ley de Raoult, a una T se cumple:

Pvo V = Pv V + H Donde: -

Pvo(T) es la presión parcial del componente volátil disuelto.

-

Pv(T) es la presión parcial del componente volátil puro.

-

V es el nº de moles del componente volátil.

-

H es el nº de moles de aceite.

Como V