Simulación de la Desodorización de Aceites Vegetales

YERIEN, MARCELO N.; PARODI, CARLOS A.; CAMPANELLA, ENRIQUE A.

Montevideo - Uruguay

Congreso; 9º Congreso Interamericano de Computación Aplicada a la Industria de Procesos, CAIP'2009; 2009

Centro de Información Tecnológica

La desodorización es una etapa en el proceso de refinación de los aceites vegetales. Involucra varios pasos entre los cuales el más importante es el agotamiento con vapor (Balchen et al., 1999). Las condiciones de operación del agotamiento afectan el destilado de la desodorización (Verleyen et al., 2001), que contiene valiosos compuestos cuya recuperación tiene gran potencial económico (Hirota et al., 2003). En este trabajo se presentan resultados de la simulación del agotamiento continuo con vapor de un aceite con el fin de optimizar el proceso. El aceite es reducido a una mezcla de cinco componentes representantes de las especies químicas de interés en el proceso. Un triglicérido que representa la mezcla de triglicéridos (TAG), diglicéridos (DAG) y monoglicéridos (MAG), un ácido graso que representa la mezcla de ácidos grasos libres en el aceite vegetal, b-sitosterol que representa a los esteroles, g-tocoferol que representa a los tocoferoles, y el escualeno que representa al resto de los componentes minoritarios. El triglicérido es OLiLi cis-trans (oleico, linoleico, linoleico) seleccionado con el procedimiento recomendado por Fornari et al. (2002). El ácido graso libre es el linoleico, el más representativo de la mezcla. La presión de vapor de los isómeros OLiLi, del b-sitosterol, del g-tocoferol y del escualeno fueron determinadas mediante el procedimiento propuesto por Ceriani y Meirelles (2004). Las demás propiedades físicas de los compuestos se estimaron con los simuladores comerciales HYSYS y/o DISTIL. Se simularon dos flujos: cruzado y en contracorriente. El funcionamiento del simulador se compara con datos experimentales (Maza et al., 1992) y se realizan estudios a otras condiciones para examinar la respuesta del simulador. Se pueden apreciar, para sus respectivas disposiciones de flujos, la influencia de las condiciones de proceso sobre la calidad del destilado y del aceite en el fondo del equipo. Se aprecian composiciones del destilado como función de la temperatura, obtenidas con 1.3% de vapor de extracción. Como era de esperar el caudal de destilado se incrementa con la temperatura y decrece con el aumento de presión del sistema. La simulación incluye el efecto de arrastre del aceite con vapor, que llevó a un incremento considerable del OLiLi (desde aproximadamente 1.E-07 a 94% para ambas disposiciones de flujo), aclarando que todos los procesos reales tienen arrastre de aceite con vapor. Dependiendo de las condiciones de temperatura y presión, para corriente cruzada el destilado presentó importantes cantidades de tocoferol y sitosterol. Para temperaturas superiores a 250 ºC, la simulación mostró, dependiendo de la presión del sistema (conforme la presión disminuye aumenta la retención), que es posible recuperar entre 12.57 y 51.81% de tocoferol y entre 7.00 y 33.86% de sitosterol. A temperaturas de 242 ºC la retención disminuye en aproximadamente un 52% para ambos compuestos independientemente de la presión del sistema. Cuando el proceso es llevado a cabo en contracorriente se produce un aumento considerable en el caudal de destilado, a iguales condiciones de operación, que llega a alcanzar valores de alrededor de 20 veces el obtenido en corriente cruzada, con apreciable enriquecimiento en la composición de tocoferoles, esteroles y escualenos. Por lo tanto es conveniente utilizar la disposición en contracorriente si el destilado es importante en la economía de la planta.   Referencias   Balchen, S., R. Gani y J. Adler-Nissen; Deodorization principles: Stripping efficiency in cross-flow and counter-current operations, INFORM: 10 (2-3), 245-262  (1999). Ceriani R. y A.J. Meirelles; Predicting vapor-liquid equilibria of fatty systems, Fluid Phase Equilibria: 215, 227-236 (2004). Fornari, T., S. Espinoza, S. Bottini y E. Brignole; Phase equilibria in mixtures of fatty oils and derivatives with near critical fluids using the GC-EOS model, Journal of Supercritical Fluids: 23, 91-102 (2002). Hirota, Y., T. Nagao, Y. Watanabe, M. Suenaga, S. Nakai, M. Kitano, A. Sugihara y Y. Shimada; Purification of steryl esters from soybean oil deodorizer distillate, JAOCS: 80, 341-346 (2003). Maza, A., R.A. Ormsbee y L.R. Strecker; Effects of deodorization and steam-refining parameters on finished oil quality, JAOCS: 69, 1003-1008 (1992). Verleyen, T., R. Verhe, L. García, K. Dewettinck, A. Huyghebaert y W. De Greyt; Gas Chromatographic Characterization of Vegetable Oil Deodorization Distillate, J. Chromatogr. A: 921, 277-285 (2001).