Aspectos tecnológicos de la cáscara de girasol

FERNÁNDEZ M; RODRIGUEZ M.M.; MARTINEFSKY C.; DE FIGUEIREDO A.K.; RICCOBENE I.C.; NOLASCO S.M.

Balcarce

Taller; Taller ASAGIR pre-congreso 2014; 2014

Las cadenas agroindustriales de granos, cereales y oleaginosas, constituyen un sector de suma importancia en la economía de nuestro país. Paralelamente a la búsqueda constante de maximizar la producción de granos y aumentar la eficiencia de su industrialización, crece el interés en la mejora de la calidad de los productos y subproductos derivados, así como en el potencial aprovechamiento de los residuos generados. El grano de girasol está formado mayoritariamente por la pepa (75-80%) cubierta por sus tegumentos y por la cáscara (pericarpio); siendo común, en la industria aceitera efectuar un descascarado parcial de los granos de girasol antes del proceso de extracción de aceite (10-12% cáscara residual para el proceso de extracción sólido-líquido) con el fin de obtener un producto con menores requerimientos para la etapa de refinado, mejorando así la performance de dicho proceso. Numerosos estudios han demostrado que varias características de los granos de girasol (tamaño, densidad, contenido de cáscara, aceite y humedad) y las variables del proceso influyen en la operación de descascarado de los mismos. Las ceras están localizadas principalmente en la cáscara de los granos y tienden a cristalizar causando turbidez cuando el aceite es enfriado, afectando su procesamiento y comercialización. La remoción parcial de la cáscara reduce el contenido de ceras del aceite crudo, al mismo tiempo que incrementa el contenido proteico de la harina residual (menor contenido de fibras), viabilizando la obtención de productos finales de mayor calidad. Al mismo tiempo, el proceso de descascarado origina una cantidad importante de cáscara residual de bajo peso específico (aprox. 0,1 ton/m3). Actualmente, las plantas aceiteras la utilizan como combustible quemándola en la caldera, con diferentes inconvenientes técnicos y económicos. El aprovechamiento de la cáscara de girasol es considerado industrialmente un problema de no fácil solución. En función de lo expuesto precedentemente, en el marco del Núcleo de investigación TECSE se han realizados diferentes estudios de la cáscara de girasol, comprendiendo aspectos científicos y tecnológicos tendientes a aumentar la eficiencia de su industrialización, aportando valor agregado a un producto residual de la industria oleaginosa. En el presente trabajo se presentan algunos aspectos analizados al respecto. El contenido de humedad de los granos y la velocidad de impacto del mismo sobre la superficie rígida donde se fractura la cáscara, son variables a optimizar del proceso de descascarado. Los valores óptimos de dichos factores fueron determinados aplicando la función Deseabilidad, con los criterios de máxima Aptitud al Descascarado (AD) y no más del 2% de finos (partículas menores a 2,00 mm). Los resultados de la técnica de optimización sugieren que si los granos del hibrido de girasol SPS 3120 (Syngenta, convencional, 52 % base seca -b.s.- de aceite, 19,2% b.s. de cáscara) se descascararan a 9,1% b.s. de humedad y con una velocidad de impacto 40,5 m/s se obtendrían los valores máximos de AD, aproximadamente 40,6% b.s., manteniendo un bajo porcentaje de finos. Mientras que, para los granos de girasol alto esteárico alto oleico, AEAO (Advanta, 36,5% b.s. de aceite, 30,6% b.s. de cáscara), los valores máximos de AD (aproximadamente 51% b.s., bajo porcentaje de finos generados) se lograría con un contenido de humedad del 8,3% b.s. y una velocidad de impacto de 39,1 m/s. Bajo estas condiciones, el porcentaje residual de cáscara sería del 12,6 y 17,9% para SPS 3120 y AEAO, respectivamente, valores superiores a los máximos recomendados para una adecuada porosidad del lecho (10-12%) para el proceso de extracción del aceite con solvente. Considerando los resultados obtenidos, se evaluó el efecto de reprocesar los granos parcialmente descascarados o no descascarados. Una segunda pasada por el equipo de descascarado permitió disminuir la cáscara residual a un valor del 8,5 y 9,9%, respectivamente, con un porcentaje de finos total de 3,8% b.s., superando ligeramente el límite superior del rango aceptado en la industria (alrededor del 3%). Si bien sucesivos pasajes por la descascaradora permiten acondicionar la materia prima de manera adecuada para su posterior procesamiento, se origina mayor cantidad de finos y se potencia la migración de lípidos a la cáscara, con las consecuentes pérdidas de material lipídico. Al analizar la migración de lípidos durante el descascarado de los híbridos VDH 487 (Advanta, cáscara negra) y MG2 (Dow-AgroSciences, cáscara estriada), tras sucesivas pasadas del grano (5-7%b.s. de humedad) por la descascaradora a diferentes velocidades de impacto (38,75 m/s y 47,13 m/s), se observó que el primero de los híbridos presentó una mayor migración de lípidos a la cáscara (1,5 a 5,4% b.s.) que el híbrido de cáscara estriada (1,2 a 2,7% b.s.) al operar con la menor velocidad de impacto, sin embargo a mayor velocidad de impacto la transferencia de lípidos fue prácticamente similar (1,5 a 10,5%b.s. y 1,2 a 8,5% b.s., respectivamente). La cáscara de girasol es un residuo agroindustrial, siendo una fuente de energía renovable y, al mismo tiempo, de compuestos minoritarios de interés alimenticio, para uso farmacéutico, formulaciones cosméticas, entre otros. La cáscara posee baja densidad volumétrica, siendo necesaria una reducción del volumen para optimizar el transporte y almacenamiento. Una forma de reducir su volumen es mediante un proceso de molienda. Al reducir el 60% el tamaño de cáscaras de girasol, mezcla suministrada por Oleaginosas Moreno S.A. (Planta Daireaux, Provincia de Bs. As.), mediante un molino de cuchilla, se redujo a la mitad la densidad aparente del material. Bajo esta forma, la cáscara es de utilidad para su utilización en hornos cementeros donde el combustible se alimenta mediante inyección con aire, requiriéndose una rápida combustión. La compactación de la cáscara en forma de pellets o briquetas es otra alternativa a evaluar para utilizarlos en la co-combustión con carbón en caleras. Por otra parte, las cáscaras de girasol son fuentes de ceras y compuestos fenólicos, cuya extracción permitiría otorgar valor agregado a este producto residual de la industria oleaginosa. Las ceras se encuentran mayoritariamente en la cáscara formando parte de los compuestos orgánicos de la cutícula del pericarpio y constituyendo los depósitos céricos externos. El girasol SPS 3120 cultivado en Balcarce (cosecha 2012/2013, espesor de cáscara 0,333±0,025 mm) presentó un contenido de ceras epicuticulares de 1,95 mg/g de cáscara seca. Se observó en cinco híbridos cultivados en Balcarce y Tandil (cosecha 2012/2013) un contenido de ceras epicuticulares en un rango de 12 a 135 mg de cera/100 g de granos b.s. La tendencia actual de reemplazar el uso de ceras sintéticas por las naturales y la diversidad de posibles empleo en formulaciones cosméticas, en la industria alimenticia y del papel, para usos farmacéuticos, pirotecnia, entre otros, hacen promisoria su recuperación desde la cáscara de girasol. Los resultados obtenidos y las investigaciones en desarrollo son un aporte a la optimización integral del proceso productivo de la agroindustria aceitera y a la mejora de la calidad de sus productos ysubproductos, tendiendo a incrementar la rentabilidad y sustentabilidad de esta cadena de valor.