Comprender las técnicas de extracción más tradicionales y avanzadas de aceites vegetales.
Los aceites vegetales son grasas extraídas de plantas. Aunque otras partes, como raíces, ramas y hojas, pueden utilizarse para obtener aceite vegetal, la extracción se realiza casi exclusivamente a partir de las semillas. Los aceites están formados por trigliceroles (que es la unión de tres ácidos grasos con una molécula de glicerol) y, debido a esta naturaleza química no polar, son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos.
La diversidad de fuentes de aceite vegetal conduce a una gran variabilidad en los porcentajes de extracción. Las tecnologías habituales son la extracción por prensado mecánico, con escalas y órdenes de inversión menores, y la extracción química, con escalas e inversiones mayores, que utilizan disolventes para ello, mientras que las más avanzadas realizan la extracción mediante fluido supercrítico y enzimas.
Independientemente del proceso de extracción utilizado, la preparación de la materia prima normalmente pasa por unos pasos iniciales antes de la propia extracción: limpieza, descortezado (que es la separación de las cáscaras, si las hay), triturado, laminado y cocción.
Desde el punto de vista químico, no hay forma de seleccionar la metodología más eficiente para la extracción de estos compuestos, la cual puede estar influenciada por varios factores, como la naturaleza de la planta, el solvente utilizado en la extracción, el tamaño de las partículas, el tiempo y la temperatura de extracción.
Desde un punto de vista medioambiental, la elección se vuelve más sencilla. El método de prensado es el más natural, produce un aceite de mayor calidad y no genera residuos tóxicos.
A continuación, puedes conocer un poco más de cada método y, a partir de ahí, hacer una elección más consciente de los productos que adquieres de acuerdo con los impactos ambientales que genera cada uno.
Prensado de aceites vegetales
La extracción por prensa es un proceso muy utilizado en la actualidad para la extracción de aceites vegetales a pequeña escala, para satisfacer demandas locales de cooperativas, pequeñas producciones, etc.
Las semillas o almendras que contienen de 30% a 50% de aceite pueden ser sometidas a extracción de aceite en prensas continuas, llamadas expulsoras , o en prensas hidráulicas (proceso discontinuo). Este proceso se puede utilizar para ricino, babasú, nueces de Brasil y almendras en general, es decir, para materiales con baja humedad (inferior al 10%) y presencia de material fibroso.
Las prensas continuas están equipadas con un tornillo sin fin o un tornillo que tritura el material y libera el aceite. Las prensas hidráulicas (prensado discontinuo) tienen un cilindro perforado donde se mueve un émbolo que presiona la materia prima (que se encuentra dentro de una bolsa de tela o lona).
En este proceso, hay mucha fricción interna que eleva la temperatura del material y del aceite y por lo tanto, el término “prensado en frío” no se aplica o es muy difícil de alcanzar en estas condiciones. Incluso si no se calienta antes del prensado, el calor generado es suficiente para aumentar la temperatura del equipo, la torta (que es el material que queda después del prensado) se desgrasa parcialmente y el aceite.
En el prensado, la extracción del aceite no es completa y la torta obtenida puede tener un alto contenido de aceite residual, lo que puede favorecer la rancificación del material, si se almacena durante un tiempo prolongado. En este caso, si la materia prima contiene un 50% de aceite, al prensar 100 kg de material no se obtendrán 50 kg de aceite, sino una menor cantidad de aceite y una torta parcialmente desgrasada. La eficiencia de extracción depende del equipo, las condiciones del proceso y la materia prima.
Por tanto, el prensado de materiales con un bajo contenido de aceite puede no ser económicamente viable. Por otro lado, los aceites de alto valor añadido, para uso en cosmética, por ejemplo, pueden posibilitar el proceso de extracción del aceite mediante prensado, en esta escala.
El aceite obtenido por prensado es crudo y, dependiendo de la materia prima utilizada, puede ser oscuro y presentar sedimentos. Como estos aceites no se refinan, forman un precipitado oscuro al calentarlos. El sabor no será el mismo que el de los aceites refinados y todos estos factores pueden llevar al rechazo del producto.
Bajo el enfoque ambiental, este es el método que menos impacto causa, ya que no utiliza y no genera productos tóxicos y residuos.
Extracción con disolvente orgánico
En la extracción por solvente orgánico, los granos se trituran para facilitar la penetración en el solvente (hexano - derivado del petróleo, éter etílico, etanol, metanol, entre otros). Los aceites migran de las semillas al solvente porque tienen mayor afinidad con él, y luego es necesario realizar la recuperación del solvente, el cual puede ser reutilizado nuevamente en el proceso.
Es el más utilizado para remover aceite de semillas, con un inconveniente: la posibilidad de degradación térmica de muchos componentes beneficiosos, que se pierden en este proceso, dependiendo de las condiciones empleadas en la extracción convencional, además de la necesidad de eliminar el aceite usado. disolvente de aceite orgánico. Por tanto, requiere un estricto control de factores como la selección del solvente utilizado, el tiempo y temperatura de extracción, y el propio proceso de producción, que si no se realiza bien, puede provocar fugas de estos solventes tóxicos, contaminando el medio ambiente y embriagando a las personas. .
La extracción con disolventes orgánicos puede ser eficaz en algunos casos, pero se vuelve agresiva al medio ambiente por los productos utilizados y los residuos que se generan durante el uso de sustancias tóxicas, como los derivados del petróleo, por ejemplo, que por provenir de fuentes no renovables. renovable, puede causar graves daños al ecosistema.
Extracción con fluido supercrítico
¿Qué es un fluido supercrítico?
Cuando un compuesto está confinado a un espacio dado, el gas y el líquido están en equilibrio entre sí. Al calentar el sistema, las propiedades intrínsecas de ambos convergen en el mismo punto hasta que son idénticas (por ejemplo, densidad, viscosidad, índice de refracción, conductividad térmica, etc.). Este punto se denomina punto crítico y finaliza la interfaz gas / líquido, ya que a partir de este punto hay una sola fase supercrítica. El fluido supercrítico es, por tanto, cualquier sustancia que se encuentre en condiciones de presión y temperatura por encima de sus parámetros críticos.
Varias propiedades de los fluidos (que pueden ser una sustancia líquida o gaseosa) se alteran en estas condiciones, volviéndose similares a las de algunos gases y líquidos. La densidad del fluido supercrítico es similar a la de los líquidos, su viscosidad es similar a la de los gases y su capacidad de difusión es intermedia entre los dos estados.
Por lo tanto, el estado supercrítico de los fluidos se puede definir como el estado en el que el líquido y el gas son indistinguibles entre sí. Debido a su baja viscosidad y alta capacidad de difusión, los fluidos supercríticos tienen mejores propiedades de transporte que los líquidos. Estas características confieren al fluido una mayor capacidad de actuar como disolvente. Pueden difundirse fácilmente a través de materiales sólidos, eliminando el aceite y dando como resultado mejores rendimientos de extracción. El dióxido de carbono (CO2), el fluido más utilizado por su temperatura moderada (31,3ºC) y presión crítica (72,9 atm), es gaseoso a temperatura ambiente.
Esta metodología se considera deseable, ya que no libera residuos tóxicos de solventes al ambiente y tiene la ventaja de obtener productos libres de solventes, ya que la separación entre soluto (en este caso aceite) y solvente (depende del tipo utilizado, la el más común es el CO2) se produce debido a cambios en las condiciones de presión y / o temperatura, por lo que el disolvente utilizado es gaseoso en estas condiciones. Además, este método está indicado cuando existe peligro de degradación térmica de los extractos, ya que su control operativo permite el uso de temperaturas moderadas.
Las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica están interesadas en la extracción supercrítica para sustituir los procesos de extracción convencionales (como la extracción con disolventes orgánicos y la hidrodestilación) para obtener aceites esenciales y oleorresinas. La extracción supercrítica produce extractos libres de residuos y se puede realizar a bajas temperaturas, preservando la calidad de los compuestos que se degradan a altas temperaturas. El fluido supercrítico aún tiene una alta selectividad por variación de temperatura y presión de operación, por lo que se pueden determinar las condiciones óptimas para extraer sustancias específicas y así obtener mejores rendimientos.
El mayor inconveniente de la extracción supercrítica es la alta presión requerida para la operación que requiere equipos excesivamente costosos, elevando el costo del producto final. Otras ventajas como, por ejemplo, la alta pureza de los extractos y la gran eficacia del proceso pueden hacerlo viable para su aplicación en alimentos.
Por lo tanto, se deben realizar estudios con el fin de optimizar estos procesos y reducir sus costos, convirtiéndolos en una alternativa eficiente para el control de la oxidación de lípidos en aceites, grasas y alimentos grasos, también debido al menor impacto ambiental que generan en comparación con el método. más utilizado en la actualidad, que es la extracción con disolventes orgánicos.
Extracción con enzimas
Las enzimas son un grupo de sustancias orgánicas de naturaleza proteica que son capaces de acelerar reacciones químicas. Están presentes en nuestros procesos vitales, como la digestión de alimentos, degradación de compuestos, entre muchos otros.
La extracción enzimática consiste en el uso de enzimas que utilizan moléculas de agua para romper la pared celular de los vegetales, liberando el aceite en el medio acuoso. El aceite se separa del agua por centrifugación, dando como resultado un producto más limpio que el proceso que utiliza disolventes orgánicos, por ejemplo.
Esta tecnología surge como una alternativa potencial para la extracción de aceites vegetales, ya que el uso de solventes a base de petróleo debe ser reemplazado, en el futuro, por procesos tecnológicos más sostenibles, a fin de cumplir con los requerimientos de las agencias gubernamentales de protección ambiental. Debido al elevado coste de las enzimas comerciales, la implantación industrial de este proceso se limita, hasta el momento, a la obtención de aceite de oliva añadiéndose durante el prensado de las aceitunas para mejorar el proceso de extracción.
El uso de enzimas de maceración aumenta la cantidad de agentes antioxidantes y vitamina E en el aceite de oliva virgen extra, reduce la inducción a la rancidez (degradación de grasas, que le da sabor y olor característicos), aumenta la eficiencia de extracción, mejora el fraccionamiento en centrifugación y produce aceite con bajo contenido de humedad.
La extracción acuoso-enzimática es un proceso muy interesante, principalmente para materiales húmedos o pulpas de frutas húmedas, en el que se utiliza agua como medio de transferencia de aceite. La pulpa o semilla oleaginosa se tritura, se diluye con agua y se agregan enzimas para romper la pared celular y liberar el aceite. La temperatura de proceso es baja, de (40 ºC a 60 ºC) en general, y cercana a la temperatura óptima de actividad enzimática. Después del contacto con la agitación, se requiere una centrifugación para separar los sólidos y la fase líquida, seguida de una nueva centrifugación para separar el aceite y el agua.
Los sólidos deben ser dirigidos a otros procesos de recuperación de proteínas, dependiendo de la oleaginosa, seguido de secado u otros procesos de recuperación. La fase acuosa debe tratarse como efluente. Es un proceso interesante, pero aún enfrenta obstáculos debido a la emulsificación que se produce entre el agua y el aceite y el costo de las enzimas.
Ahora que conoce los principales métodos de extracción de aceites vegetales, puede tomar una decisión más consciente al comprar el suyo. Consulta sus beneficios en el artículo: "Aceites vegetales: conoce los beneficios y propiedades cosméticas".
