Recuperación de aceite de soja en miscelas etanólicas

OTERO, NOELY; BAUMLER, E.R.; CARELLI, A.A.; CARRÍN, MARIA ELENA

BAHIA BLANCA

Congreso; IX Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2017

AAIQ-PLAPIQUI

Ante la búsqueda de alternativas al hexano para la extracción de aceite, surge la necesidad de estudiar la viabilidad del uso de otros solventes. Etanol es una alternativa interesante debido a que proviene de recursos renovables. La principal desventaja de este solvente sería el elevado requerimiento energético, asociado al calor latente de vaporización (un orden mayor al de hexano), y a las temperaturas de extracción elevadas (TTebu=78,3°C) debido a la baja solubilidad del aceite a temperaturas moderadas. No obstante, la pérdida de la condición de miscibilidad a temperaturas moderadas representaría un punto clave a favor del balance energético, indicando la posibilidad de recuperar el aceite desde la miscela con el descenso de temperatura, sin necesidad de evaporar la totalidad del solvente. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la concentración de aceite y del uso de fuerza centrífuga sobre la separación de miscelas de aceite/etanol, comparando con la separación estática en el equilibrio a igual temperatura (T=20°C). Para ello se determinaron gravimétricamente lasconcentraciones másicas de aceite en las fases formadas partiendo de diferentes mezclas aceite/etanol, mediante evaporación del solvente, calculando luego los coeficientes de distribución de aceite en el equilibrio, keq (relación deconcentraciones de aceite en fase oleosa respecto a la alcohólica). Adicionalmente se calculó, mediante un balance de masa, la recuperación de aceite en las fases oleosas formadas en cada caso. En una primera etapa se utilizaron miscelas de etanol/aceite de soja crudo extraído con hexano, formadas en laboratorio utilizando agitador vórtex durante 5 minutos y calentando a 75°C. Dichas miscelas representan una aproximación a la condición real, ya que en una extracción etanólica se extraen mayores cantidades de fosfolípidos y estos podrían interferir en el proceso evaluado. El estudio se continuó evaluando los mismos parámetros (concentración de aceite y uso de fuerza centrífuga) sobre miscelas obtenidas en laboratorio a través de extracciones etanólicas de aceite a partir de ?collets? de soja, utilizando una relación sólido:solvente promedio entre las reportadas en trabajos previos (1:3 m/m). Para evaluar el efecto de la concentración de la miscela en la separación del aceite parte del etanol se evaporó, utilizando un evaporador rotatorio operando bajo vacío a 60°C,obteniéndose miscelas más concentradas en aceite. Los resultados obtenidos a partir de las experiencias realizadas con aceite de soja extraído con hexano, mostraron que la recuperación de aceite en la fase oleosa aumentó con la elevación de la concentración de aceite en la miscela inicial, obteniéndose una recuperación máxima de aceite en la fase oleosa de 96,3% cuando se partió de miscelas más concentradas (63,7% másico de aceite). Paralelamente, la concentración de aceite en la fase alcohólica resultante también se elevó con el incremento de la concentración de aceite en la miscela inicial. Respecto alas relaciones de equilibrio, los valores calculados de las mismas fueron menores cuanto mayor es la concentración inicial de aceite en las miscelas, mostrando una dependencia lineal con esta variable (R²=0,98) en el rango analizado (22,0-63,7% másico de aceite). En cuanto a las experiencias realizadas utilizando miscelas obtenidas a través de la extracción etanólica de aceite de ?collets? de soja, las cuales presentan compuestos tales como azúcares y fosfolípidos que pueden interferir en la separación de fases, se obtuvieron recuperaciones de aceite similares a las encontradas cuando se utilizó aceite extraído con hexano. Sin embargo, debe considerarse que en el primer caso dicha recuperación es la resultante de sumar lo obtenido en la fase oleosa y una tercera fase sólida formada, lo que llevado a la práctica implicaría la necesidad de incluir tratamientos adicionales para no incurrir en pérdidas de aceite. Adicionalmente, cuando se analizaron miscelas más diluidas (concentración del 7,0%, obtenida en un proceso de extracción batch utilizando una relación sólido:solvente= 1:3 m/m) la recuperación de aceite disminuyó abruptamente debido a que gran parte del aceite presente en el sistema queda disuelto en la fracción etanólica. Paralelamente, en esta condición se comprobó que con la aplicación de fuerza centrífuga (1832 g, 30 min) se obtuvieron resultados similares a los obtenidos en condición estática por 44 h (p > 0,2), lo que demuestra que aplicando fuerza centrífuga se podría reducir considerablemente el tiempo de separación de fases. Aplicando esta misma metodología a una miscela más concentrada (18,0%, nivel estimado para proceso de extracción continuo) se llega a igual conclusión.