ES2218150T3 - Procedimiento para la eliminacion de los acidos grasos libres contenidos en grasas y aceites de origen biologico o en sus condensados de vapor. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la eliminación de los ácidos grasos libres contenidos en grasas y aceites de origen biológico por extracción de los ácidos grasos libres con una mezcla de compuestos nitrogenados orgánicos, básicos y agua como el agente de extracción a una temperatura por debajo de la temperatura de ebullición de los compuestos nitrogenados orgánicos, en el que la proporción de los compuestos nitrogenados orgánicos, básicos en el agente de extracción es de por lo menos aproximadamente un 20% en peso y, como máximo, de aproximadamente un 60% en peso, preferentemente entre aproximadamente un 30% en peso y aproximadamente un 40% en peso, y la temperatura de ebullición del (de los) compuesto(s) nitrogenado(s) orgánico(s), básico(s) utilizado(s) es igual o más alta que la temperatura de ebullición del agua y más baja que la temperatura de ebullición de los ácidos grasos a extraer.

Description

Procedimiento para la eliminación de los ácidos grasos libres contenidos en grasas y aceites de origen biológico o en sus condensados de vapor.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de los ácidos grasos libres contenidos en grasas y aceites de origen biológico o en sus condensados de vapor por extracción.

En la alimentación humana y como materias primas para la industria química, los aceites y grasas de origen biológico tienen gran importancia. Sirven por ejemplo de materia prima para la producción de tensioactivos, plastificantes, ceras, lubricantes, alcoholes grasos, etc. Los componentes esenciales de las grasas y aceites son los triésteres de glicéridos y ácidos grasos, los denominados triglicéridos. Las propiedades físicas de las grasas y aceites son determinadas a) por la longitud de cadena de los ácidos grasos, b) por el grado de saturación de los ácidos grasos y c) por la distribución de los diferentes ácidos grasos en los tres grupos hidroxi del glicerol. Las grasas con un alto contenido en ácidos grasos saturados son por lo general sólidos a temperatura ambiente. Las grasas o aceites constituidos mayoritariamente por ácidos grasos no saturados son líquidos a temperatura ambiente.

Las grasas y aceites de origen biológico contienen una serie de productos secundarios que perjudican su durabilidad, olor, sabor y apariencia. Los productos secundarios más importantes son: sustancias en suspensión, compuestos orgánicos de fósforo, ácidos grasos libres, colorantes y sustancias olorosas. Las sustancias mucosas y otros compuestos complejos coloidales pueden fomentar la degradación hidrolítica de las grasas y aceites durante su almacenamiento y interfieren en la refinación posterior. Por este motivo, vienen eliminadas por el proceso de la denominada expectoración. La expectoración se basa en una hidratación con agua o vapor directo. En este proceso, los compuestos de fósforo (fosfatidos) absorben agua, se hinchan y se vuelven insolubles.

Tras la eliminación de los compuestos de fósforo y de las sustancias en suspensión por expectoración y, dado el caso, filtración, el objetivo posterior es separar los ácidos grasos libres así como los colorantes y las sustancias olorosas. Las grasas crudas y los aceites crudos disponibles en el mercado contienen un promedio de 1% a un 3% en peso de ácidos grasos libres, las buenas calidades un 0,5% en peso y menos, algunos aceites de palma, oliva y pescado un 20% en peso y más. En cambio, se desea que el contenido en ácidos grasos de las grasas y aceites refinados se sitúe por lo general por debajo de un 0,1% en peso. Mientras que los ácidos grasos libres de cadena más larga no provocan normalmente ningún perjuicio del sabor, los ácidos grasos de cadena corta presentan un sabor jabonoso, rancio. En la práctica, la desacidificación realizada para eliminar los ácidos grasos libres se lleva a cabo mayoritariamente por tratamiento con soluciones alcalinas acuosas o por tratamiento con vapor a temperaturas de aproximadamente 220ºC. La eliminación de los ácidos grasos libres por esterificación con glicerol o con un alcohol monohídrico, por extracción selectiva por disolvente o por adsorbentes tiene, sin embargo, menor importancia. A continuación, se ilustrarán con mayor detalle los procedimientos de desacidificación conocidos hasta la actualidad.

El tratamiento con soluciones alcalinas como el método aplicado con mayor frecuencia puede llevarse a cabo de forma discontinua o continua. Cuánto más alta la concentración de la base, tanto más fácilmente se absorberán las sustancias acompañantes no deseadas en el jabón resultante, el denominado jabón base. Por lo general, soluciones de baja alcalinidad se aplican al aceite por pulverización a 90ºC, las cuales percolan por el aceite calentado hacia abajo. En cambio, soluciones de mayor alcalinidad (4n a 7n) se introducen normalmente en el aceite a temperaturas comprendidas entre 40 y 80ºC con agitación. Tras la desacidificación y extracción del jabón base, el aceite o grasa se lava adicionalmente con una solución alcalina altamente diluida (aproximadamente 0,5n) y luego con agua, con el fin de eliminar restos de jabón hasta por lo menos un 0,05% en peso. La utilización de centrífugas permite construir un sistema completamente continuo para la neutralización de las grasas y aceites según este método. Cuando las grasas y aceites presenten un alto contenido en ácidos grasos libres, la desacidificación por medio de soluciones alcalinas produce un jabón base relativamente duro, que es difícil de eliminar del sistema.

Por tanto, como alternativa se ha elaborado la denominada desacidificación por vapor. En dicho procedimiento, también denominado refinación física o desacidificación destilativa, los ácidos grasos libres se eliminan de los aceites crudos con vapor de agua caliente al vacío también de forma continua. En dicho procedimiento, no es tan importante que se eliminen por destilación por completo todos los restos de ácido graso, puesto que los ácidos grasos que permanecen en cantidades pequeñas pueden eliminarse de forma ventajosa por una refinación por solución alcalina posterior. Sin embargo, antes de la desacidificación destilativa, deben eliminarse del aceite crudo, si es posible, completamente las sustancias mucosas, fosfatidos y trazas de metales - normalmente por tratamiento con ácido fosfórico - puesto que las sustancias acompañantes pueden dar lugar durante la destilación a sustancias oscuras, de sabor desagradable, que después ya son muy difíciles de eliminar. La desacidificación por vapor se realiza a temperaturas relativamente altas, desacidificandóse el aceite de palma por ejemplo con vapor directo, caliente de 220ºC. La alta temperatura destruye toda una serie de sustancias contenidas en el aceite (o la grasa) y deseadas de por sí, por ejemplo antioxidantes que aumentan las propiedades de almacenamiento del aceite, o expulsa dichas sustancias al denominado condensado de vapor, formado tras la condensación del vapor caliente, utilizado para la desacidificación.

La neutralización de aceites y grasas por separación de los ácidos grasos libres de la grasa cruda mediante disolventes de acción selectiva es otro método, que es apto en particular para los aceites y grasas de alta acidez. Por ejemplo, la extracción líquida con etanol permite una desacidificación de aceite de oliva con un contenido en ácidos grasos libres de un 22% en peso disminuyendo dicho contenido en ácidos grasos libres hasta aproximadamente un 3% en peso. Otro agente de extracción, que disuelve sólo ácidos grasos libres y triglicéridos de muy alto grado de insaturación a temperaturas apropiadas, es furfurol. En aún otro procedimiento, el método Selexol, se utiliza propano líquido como agente de extracción en contracorriente. El propano líquido disuelve selectivamente aceite neutro saturado, mientras que los ácidos grasos, los productos de oxidación, los productos insaponificables y los glicéridos de alto grado de insaturación casi no son disueltos y se quedan atrás. Dicho procedimiento se utiliza principalmente para el fraccionamiento de aceites de pescado y de aceites de hígado de peces.

El proceso de la extracción selectiva se utiliza a escala industrial casi exclusivamente para las grasas con muy alto contenido en ácidos grasos libres. Los ejemplos incluyen grasa de cacao procedente de cáscaras, aceite de oliva procedente de torta, malas calidades de aceite de arroz y de semilla de algodón. El alcohol utilizado es alcohol isopropílico. Para la desacidificación de una tonelada de aceite, Bernardini (E. Bernardini, Oilseeds, Oils and fats, Publishing House Rome, 1985) indica las siguientes cantidades de consumo: energía y materiales adicionales, vapor 800 kg, energía eléctrica 14 kwh, hexano 15 kg, isopropanol 18 kg. El aceite así obtenida no se utiliza como aceite de mesa.

A pesar de que la expectoración y refinación alcalina ya da lugar a un cierto aclaramiento, se incluye normalmente una etapa adicional de descoloración. Por lo general, se utilizan adsorbentes sólidos, tal como por ejemplo tierra descolorante o carbón activo, para la descoloración. La descoloración con aire o productos químicos es de importancia secundaria para los aceites de tabla.

Durante la última fase del proceso de refinación, se eliminan sustancias olorosas y aromáticas de los aceites y grasas desacidificados y descolorados. La desodorización es sustancialmente una destilación en vapor de agua, en la que se separan los compuestos volátiles de los glicéridos no volátiles. Las sustancias olorosas y aromáticas son mayoritariamente aldehídos y cetonas, formados durante el procesamiento y almacenamiento de los aceites y grasas por reacciones autoxidativas o hidrolíticas. La baja presión parcial de los compuestos a eliminar requiere que el tratamiento con vapor se realice al vacío. El tratamiento con vapor se realiza mayoritariamente entre 180 y 220ºC y a una presión comprendida entre 6 y 22 mbar.

Por motivos de la protección del medio ambiente, es necesario tratar cuidadosamente los efluentes de la desacidificación alcalina, lo cual supone gastos. Por tanto, recientemente se ha vuelto a despertar el interés por procedimientos físicos para la refinación de aceites y grasas. Ya en los años veinte del siglo veinte, se investigaron las posibilidades de la desacidificación con ayuda de la extracción líquido-líquido con alcoholes acuosos de bajo peso molecular (Bailey, 5ª Edición 1996, Volumen 5). Se halló que el alcohol etílico acuoso era el mejor agente de extracción. Aunque el metanol puro es más favorable en lo que respecta a su selectividad hacia los ácidos grasos libres y los triglicéridos, no se investigó su aptitud como agente de extracción para la desacidificación de grasas y aceites con mayor detalle, probablemente debido a su toxicidad.

La desacidificación de aceites y grasas por medio de aminas ya se propone en la patente US nº 2.164.012 de 1937. Allí se proponía una alcanolamina, preferentemente etanolamina, como agente de extracción alcalina, que disuelve los ácidos grasos en la fase acuosa en forma de jabones. Los restos de alcanolaminas disueltos en el refinado se eliminan por lavado con soluciones diluidas de ácido sulfúrico, ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico o ácido

\hbox{clorhídrico.}

En la patente US nº 2.157.882, se propone igualmente, en lugar de la extracción de los ácidos grasos libres con sosa cáustica, la extracción con una alcanolamina, con el fin de eliminar la mayor parte de los ácidos grasos libres y una parte de los colorantes. Sin embargo, el aceite así tratado es turbio y tiende a la descomposición durante el almacenamiento. Por ello, se propone que al lavado con etanolamina siga un lavado con una sosa cáustica diluida. A continuación, el aceite desacidificado se lava con agua, eliminando de esta manera las últimas trazas de alcalina.

En un artículo, que se publicó en el Journal of the American Oil Chemist's Society (JAOCS, Vol. 32, 1955 p. 561-564) en 1955, se informa de investigaciones sobre la refinación de aceite de arroz con monoetanolamina, trietanolamina, hidruro de tetraetanolamonio, etilendiamina, etilamina, trietilamina. Los aceites de arroz contienen aproximadamente un 5 a un 7% en peso de ácidos grasos libres. Este alto contenido en ácidos grasos normalmente da lugar a altas pérdidas de grasas en la refinación alcalina. Dichas pérdidas pueden disminuirse a valores comprendidas entre un 3 y un 5% en peso por adición de las aminas citadas antes de la refinación regular.

Tal como se desprende de la descripción anterior de los diferentes procedimientos de desacidificación, dichos procedimientos o bien conllevan problemas respecto a la técnica de instalaciones y equipos o bien llevan costes relativamente altos, debido a su consumo de productos adicionales y de energía así como de su reprocesamiento posterior, que pueda resultar necesario. Además, en algunos procedimientos, se destruyen componentes de las grasas y aceites que de por sí son deseados.

Por tanto, el objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento mejorado para la desacidificación de aceites y grasas de origen biológico, que, por un lado, pueda manejar incluso altos contenidos en ácidos grasos sin problemas respecto a la técnica de instalaciones y equipos y, por otro lado, permita la producción de grasas y aceites de muy alta calidad, tal como lo requiere por ejemplo la industria de alimentos.

Dicho objetivo se alcanza, según la invención, por medio del procedimiento indicado en la reivindicación 1. El procedimiento según la invención consiste en que sorprendentemente la desacidificación de aceites (o grasas) con un alto contenido en ácidos grasos libres por medio de soluciones acuosas de bases orgánicas, por ejemplo 2-dimetilaminoetanol, no produce un jabón base viscoso, si el contenido en aminas de la solución acuosa está comprendido entre por lo menos aproximadamente un 20% en peso y, como máximo, aproximadamente un 60% en peso, y preferentemente entre aproximadamente un 30% en peso y aproximadamente un 40% en peso. En lugar de esto, tanto la fase de aceite como la fase de extracto son líquidos de baja viscosidad en estas condiciones. La separación de fases discurre rápidamente dentro de pocos minutos; las fases resultantes son claras.

En cambio, cuando los contenidos de amina de las soluciones acuosas correspondan a las concentraciones de las sosas caústicas de la desacidificación química, se forma un jabón base de alta viscosidad. Una comprobación más detallada demostró que el compuesto nitrogenado básico debe contener por lo menos aproximadamente un 40% en peso de agua para permitir la formación de dos fases en equilibrio con el aceite a desacidificar. A revés, la concentración de la base orgánica, por ejemplo la del 2-dimetilaminoetanol, en la solución acuosa debe ser por lo menos aproximadamente de un 20% en peso, aún mejor aproximadamente de un 30 a un 40% en peso para impedir la formación de un jabón viscoso o de fases turbias. Esto significa que la solución acuosa utilizada para la desacidificación debe presentar, según la invención, un contenido de aproximadamente un 20% en peso hasta un 60% en peso del compuesto nitrogenado orgánico.

Si se mezcla por ejemplo un aceite de palma con un contenido en ácidos grasos libres de un 4,5% en peso a 50ºC con una solución de un 55% en peso de 2-dimetilaminoetanol en agua en una relación de 1:1, se obtiene, tras la separación de las fases, un aceite que, tras substraer el agente de extracción, contiene sólo un 0,03% en peso de ácidos grasos libres con una pérdida de aceite de sólo un 0,8% en peso. Por tanto, el procedimiento de extracción según la invención permite realizar una desacidificación suave con relación a la temperatura y eficaz con pequeñas pérdidas de aceite en pocas etapas en contracorriente.

Los restos de los compuestos nitrogenados básicos disueltos en el refinado se eliminan preferentemente por lavado con agua o con soluciones diluidas de ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido sulfúrico o ácido clorhídrico. Como alternativa, se eliminan las trazas de los agentes de extracción básicos en el refinado por expulsión con dióxido de carbono. La expulsión con dióxido de carbono produce también un secado del aceite. El dióxido de carbono puede utilizarse como gas diluido o como gas denso, supercrítico para eliminar del refinado las trazas de los compuestos nitrogenados básicos utilizados.

La eliminación de los agentes de extracción utilizados según la invención (por ejemplo una solución acuosa de 2-dimetilaminoetanol) del extracto puede llevarse a cabo sencillamente por destilación. Esto requiere que la presión de vapor del agua es aproximadamente igual o más alta que la presión de vapor del (de los) compuesto(s) nitrogenado(s) básico(s) utilizado(s). El agua y el compuesto orgánico, básico se eliminan juntos por destilación o, preferentemente, el agua se elimina primero por destilación, manteniéndose la relación del compuesto básico al agua constante o aumentándose la misma, impidiendo de esta manera la formación de un jabón base viscoso. Si la presión de vapor del compuesto básico fuese más alta que la del vapor de agua, la relación del compuesto básico al agua disminuiría y finalmente se iniciaría la formación de un jabón base viscoso. Dicho de otra manera, la temperatura de ebullición del (de los) compuesto(s) nitrogenado(s) básico(s) debe ser, por un lado, igual o más alta que la del agua y, por otro lado, más baja que la temperatura de ebullición de los ácidos grasos a extraer.

Es deseable que los compuestos orgánicos básicos que son aptos para el procedimiento según la presente invención presenten las siguientes características: a) el compuesto no debe formar, si es posible, amidas con los ácidos grasos libres; b) el compuesto debe ser miscible con agua en cualquier relación; c) la temperatura de ebullición del compuesto debe ser igual o más alta que la del agua; d) la molestia por olores causada por las soluciones acuosas debe ser mínima. Los ejemplos de compuestos nitrogenados orgánicos que son aptos incluyen: N-metilmorfolina, 2-dimetilaminoetanol, 3-(dietilamino)-1-propanol, 2-dietilaminoetanol, 1-(dimetilamino)-2-propanol, dimetilformamida, N-metilmorfolina, 2-metiletilaminoetanol, 2-dibutilaminoetanol, dimetilformamida, morfolina, 2-diisopropilaminoetanol, etc. Por lo general, se prefieren las aminas terciarias por su mayor basicidad frente a las aminas binarias y las monosustituidas.

Los ejemplos de materiales de partida que pueden desacidificarse de manera eficaz por medio del procedimiento según la invención incluyen sebo vacuno, manteca, aceite de pescado, aceite de maíz, grasas de matanza, aceite de palma, aceite de soja, aceite de colza, aceite de girasol, aceite de semilla de arroz, aceite de semilla de algodón, aceite de oliva, aceite de cacahuete, aceite de azafrán, aceite de coco, aceite de palmisto, aceite de germen de uva, aceite de germen de trigo, etc. Antes de aplicar el procedimiento según la invención, los aceites y grasas a desacidificar deberían someterse a una expectoración y filtración, en particular cuando contengan más de 100 ppm de fosfatidos. La grasa o aceite así preparado contiene oxígeno disuelto, que debería eliminarse también antes de continuar la recuperación. A continuación, se realiza la desacidificación del material de partida por medio del procedimiento según la invención, con tratamiento suave de los compuestos sensibles al calor, tales como por ejemplo carotinas, tocotrienoles, tocoferoles, etc. Dichos compuestos, que son importantes también desde el punto de vista de la fisiología de alimentación, quedan destruidos o expulsados en su mayor parte en la refinación física convencional, realizada mediante vapor directo, debido a las altas temperaturas.

En una forma ligeramente modificada, el procedimiento según la invención es muy apto para eliminar los ácidos grasos libres de los condensados de vapor de grasas y aceite, desacidificados mediante la refinación física convencional que acaba de mencionarse, es decir por medio de la desacidificación por vapor.

Dichos condensados de vapor contienen los ácidos grasos libres por lo general en concentraciones muy altas, en su mayoría en el intervalo de aproximadamente un 80 a un 94% en peso. Debido al alto contenido en ácidos grasos libres, el agente de extracción utilizado según la invención, es decir, la mezcla de base orgánica y agua, debe presentar, sin embargo, un contenido en el compuesto nitrogenado básico más alto que el descrito anteriormente en conjunción con la desacidificación de grasas y aceites. El contenido en agente de extracción del compuesto nitrogenado debe situarse en por lo menos aproximadamente un 40% en peso. La adición de una solución acuosa de este tipo con un alto contenido en compuesto nitrogenado básico, por ejemplo un 60% en peso de 2-dimetilaminoetanol y un 40% en peso de agua, al condensado de vapor líquido como agente de extracción produce una mezcla líquida homogénea. A continuación, se adicionan a dicha mezcla líquida una a cuatro partes, preferentemente dos a cuatro partes de un alcano y/o de un éster, en particular de un éster acético, por una parte de la mezcla líquida. De esta manera, la mezcla que antes era homogénea se convierte en fases líquidas co-existentes, de las cuales la fase acuosa contiene los ácidos grasos libres con alta selectividad.

La fase de alcano y/o de éster contiene sustancialmente las grasas y aceites contenidos en el condensado de vapor de forma disuelta. Los productos secundarios disueltos también en el condensado de vapor, tales como tocoferoles, tocotrienoles y fitosteroles, pasan también a la fase de alcano. La fase acuosa con los ácidos grasos libres contenidos en ella presenta una baja viscosidad, con lo cual la separación de fases es completa dentro de 20 minutos tras interrumpir el mezclado de las mismas.

El refinado obtenido tras separar la fase acuosa (fase de alcano o fase de éster) presenta un contenido en productos secundarios, tales como tocoferoles, fitosteroles, tocotrienoles, más o menos alto según el material de partida. Dichos productos secundarios de valor pueden recuperarse a partir de concentrados de este tipo en condiciones atractivas desde el punto de vista económico.

Los ejemplos de alcanos aptos incluyen el propano, butano, hexano, éter de petróleo, heptano, fracciones de heptano, octano, etc. Cuando el disolvente utilizado para la formación de dos fases es el butano o propano, la presión en el reactor de mezclado debe corresponder por lo menos a la presión de vapor del compuesto en cuestión, para asegurar que el butano o propano esté presente en forma de líquido. Los ésteres que son particularmente aptos son los ésteres acéticos, por ejemplo acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo o una mezcla de los mismos.

En el procedimiento según la invención, cuando la concentración de los ácidos grasos libres en el material de partida a tratar (aceite, grasa o condensado de vapor) sea de más de aproximadamente un 50% en peso, es necesaria la adición de alcanos para asegurar que el sistema global (material de partida y agente de extracción) queda en forma de dos fases. Por tanto, la adición de alcanos o ésteres asegura la formación de dos fases líquidas fáciles de manejar incluso en caso de altas concentraciones de ácidos grasos libres en la mezcla de partida. Por consiguiente, el agente de extracción utilizado según la invención permite obtener, a través de una extracción en contracorriente, extractos con altas concentraciones de ácidos grasos libres. Por consiguiente, la proporción de disolvente puede ser pequeña, lo cual repercute ventajosamente en la economía del procedimiento según la invención.

A continuación, se ilustrará una forma de realización ejemplificativa del procedimiento según la invención haciendo referencia a la única figura que muestra un organograma del proceso. Se introduce un material de partida (aceite, grasa o condensado de vapor) en una primera columna de extracción 12 a través de una línea 10. En la columna de extracción 12, se extraen los ácidos grasos libres con alta selectividad a partir del material de partida utilizando un agente de extracción constituido por una mezcla de un compuesto nitrogenado básico y agua. El agente de extracción contiene por lo menos aproximadamente un 20% en peso y, como máximo, aproximadamente un 80% en peso del compuesto nitrogenado orgánico (base orgánica). Resultan particularmente ventajosas concentraciones del compuesto nitrogenado básico comprendidas entre aproximadamente un 30 y un 40% en peso. Sin embargo, la concentración seleccionada del compuesto nitrogenado básico puede ser también más alta sin causar problemas.

El aceite o grasa liberado de los ácidos grasos libres se traslada a una columna de lavado 16 (columna de extracción) a través de una línea 14, en la que se eliminan, por lavado con agua o una solución acuosa que contiene un ácido, los restos del compuesto nitrogenado básico, y sale de la columna de lavado 16 como refinado R. A continuación, la solución de lavado que sale por la cabeza de la columna de lavado 16 por una línea 18 se recupera por destilación en una columna de destilación 20. Dicha destilación elimina el agua y, dado el caso, el ácido de baja volatilidad disuelto en el agua (tal como por ejemplo ácido acético) hasta que el producto de fondo de la columna de destilación 20 alcance la composición del agente de extracción. Dicho producto de fondo se traslada luego, a través de una línea 22, al circuito del agente de extracción descrito a continuación, mientras que el destilado de la columna de destilación 20 se traslada como líquido de lavado, a través de una línea 24, a la columna de lavado 16 ya citada.

El agente de extracción que contiene los ácidos grasos libres y se descarga por la cabeza de la columna de extracción 12 se traslada a una segunda columna de extracción 28 a través de una línea 26. En la destilación en la columna de destilación 28, se obtienen el agua y el compuesto nitrogenado básico como producto de cabeza, mientras que el extracto que contiene los ácidos grasos libres extraídos y una pequeña cantidad de aceite neutro se descarga de la columna de destilación 28 como producto de fondo a través de una línea 30. El producto de cabeza de la columna de destilación 28 se traslada como agente de extracción, a través de una línea 32, a la columna de extracción 12, en la que tiene lugar la extracción de los ácidos grasos libres, lo cual cierra el circuito del agente de extracción. La energía necesaria para la destilación se suministra a las columnas de destilación 20 y 28 en forma de vapor de caldeo por las líneas 34 y 36.

De esta manera, la extracción produce un aceite o una grasa libre de ácido como refinado y los ácidos grasos libres extraídos, que todavía contienen pequeñas cantidades de aceite neutro, en un circuito cerrado de todos los productos adicionales de producción. No se forman corrientes de desechos. Los productos secundarios contenidos en el material de partida, tales como por ejemplo tocoferoles, tocotrienoles, carotinas, fitosteroles, colesteroles, etc., se quedan en el refinado R.

Utilizando el procedimiento según la invención, se realizaron una serie de experimentos que se ilustrarán a continuación.

Ejemplo 1

250 g de un aceite constituido por un 95,5% en peso de aceite neutro, un 4,2% en peso de ácidos grasos libres y un 1,7% en peso de tocoferol se mezclaron con 100 g de 2-dietilaminoetanol y 70 g de agua a 50ºC con agitación. Después de interrumpir el proceso de mezclado y de separar las dos fases líquidas, se tomaron muestras de ambas fases y se analizaron. La fase con alto contenido en agente de extracción contenía, substrayendo el agente de extracción, un 53,7% en peso de aceite neutro, un 45,0% en peso de ácidos grasos libres y un 0,3% en peso de tocoferol. La fase de refinado con alto contenido en aceite contenía, substrayendo el agente de extracción, un 98,2% en peso de aceite neutro, un 0,05% en peso de ácidos grasos libres y un 1,8% en peso de tocoferol.

Ejemplo 2

200 g de un aceite que contenía un 5,5% en peso de ácidos grasos libres y un 1,8% en peso de tocoferoles se mezclaron a 50ºC con 150 g de un agente de extracción que contenía un 40% en peso de agua y un 60% en peso de 2-dimetilaminoetanol. Después de interrumpir el proceso de mezclado y de separar las fases, se tomaron muestras de cada una de las dos fases líquidas co-existentes y se analizaron. La fase de extracto presentaba una carga de un 8,9% en peso. Substrayendo el agente de extracción, el extracto se componía de un 92% en peso de ácidos grasos libres, un 0,3% en peso de tocoferoles y de un 7,7% en peso de glicéridos. La fase de refinado contenía, substrayendo el agente de extracción, un 0,05% en peso de ácidos grasos libres, un 1,8% en peso de tocoferol y un 98,2% en peso de glicéridos.

Ejemplo 3

200 g de un aceite que contenía un 5,1% en peso de ácidos grasos libres y un 0,3% en peso de tocoferol se mezclaron a 60ºC con un agente de extracción constituido por 100 g de agua y 100 g de piridina. Después de interrumpir el proceso de mezclado y de separar las fases, se tomaron muestras de cada una de las dos fases líquidas co-existentes y se analizaron. La carga del agente de extracción era de un 2,1% en peso. Substrayendo el agente de extracción, el extracto se componía de un 20,8% en peso de ácidos grasos libres, un 0,3% en peso de tocoferoles y de un 95,8% en peso de glicéridos. El refinado contenía, substrayendo el agente de extracción, un 4,2% en peso de ácidos grasos libres, un 0,3% en peso de tocoferol y un 95,1% en peso de glicéridos.

Ejemplo 4

151 g de un aceite de la composición de un 4,3% en peso de ácidos grasos libres, un 1,4% en peso de tocoferol, un 0,6% en peso de stigmasterina y un 93,7% en peso de aceite neutro se mezclaron a 50ºC con 150 g de un agente de extracción constituido por un 60% en peso de 2-dimetilaminoetanol y un 40% en peso de agua. Al finalizar el proceso de mezclado, se formaron dos fases en el transcurso de aproximadamente 10 minutos. Después de eliminar un ligero enturbamiento por centrifugación, se tomaron muestras de ambas fases y se analizaron. La fase de extracto presentaba, substrayendo el agente de extracción, la siguiente composición: un 84% en peso de ácidos grasos libres, un 0,5% en peso de tocoferol, un 0,5% en peso de stigmasterina y un 15% en peso de aceite neutro. El refinado contenía un 0,05% en peso de ácidos grasos libres, un 1,4% en peso de tocoferol, un 0,6% en peso de stigmasterina y un 97,95% en peso de aceite neutro. En el extracto se quedó un 0,46% en peso de la cantidad del aceite neutro utilizado.

Ejemplo 5

300 g de aceite de palma con un contenido de un 4,5% en peso de ácidos grasos libres, un 0,4% en peso de tocoferoles, un 0,15% en peso de stigmasterina y un 94,95% en peso de aceite neutro se mezclaron a 50ºC con 42 g de un agente de extracción constituido por un 60% en peso de 2-dimetilaminoetanol y un 40% en peso de agua. Después de interrumpir el proceso de mezclado y de separar las fases, que tardó unos 35 minutos, se tomaron muestras de ambas fases y se analizaron. El extracto contenía, substrayendo el agente de extracción, un 40,0% en peso de ácidos grasos libres, un 0,4% en peso de tocoferoles, un 0,25% en peso de stigmasterina y un 59,35% en peso de aceite neutro. El refinado contenía, substrayendo el agente de extracción, un 0,3% en peso de ácidos grasos libres, un 0,4% en peso de tocoferoles, un 0,1% en peso de stigmasterina y un 99,4% en peso de aceite neutro. En el extracto se encontró un 6% en peso de la cantidad de aceite neutro utilizado. La relación de disolvente presentaba el bajo valor de 0,14.

Ejemplo 6

100 g de aceite de palma con un contenido de un 5,5% en peso de ácidos grasos libres se mezclaron a 60ºC con 100 g de una mezcla de 30 g de N,N-dimetilaminoetanol y 70 g de agua con agitación. Después de interrumpir el proceso de mezclado, se esperaba un tiempo para que se separen las fases, lo cual finalizó tras 3 minutos, y se tomaron muestras de las dos fases co-existentes y se analizaron. El aceite de palma (refinado) contenía, substrayendo el agente de extracción, menos de un 0,1% en peso de ácidos grasos libres. El extracto contenía, substrayendo el agente de extracción, un 77% en peso de ácidos grasos y un 23% en peso de glicéridos (mono-, di- y triglicéridos; estos últimos eran el componente principal). Aproximadamente 1,2 g de glicéridos (aproximadamente un 1,2% de la cantidad pesada) se extrajeron juntos con los ácidos grasos libres.

Ejemplo 7

100 g de aceite de palma con un 4,3% en peso de ácidos grasos libres se mezclaron a 80ºC con una solución de un 40% en peso de N,N-dimetilaminoetanol en agua con agitación. Después de separar las fases co-existentes, se tomaron muestras de cada fase y se analizaron. El extracto contenía, substrayendo el agente de extracción, un 67% en peso de ácidos grasos y un 33% en peso de glicéridos (mono-, di- y triglicéridos). El refinado contenía, substrayendo el agente de extracción, menos de un 0,1% en peso de ácidos grasos libres. En el extracto se encontraron 2 g de glicéridos (aproximadamente un 2% de la cantidad pesada). En el rafinado, se encontró un 1,9% en peso de N,N-dimetilaminoetanol disuelto, que se eliminó por lavado junto con el agua.

Ejemplo 8

100 g de aceite de palma con un 4,2% en peso de ácidos grasos libres se extrajeron a 50ºC con 100 g de una solución de un 40% en peso de N,N-dimetilaminoetanol en agua. El extracto estaba constituido, substrayendo el agente de extracción, por un 75% en peso de ácidos grasos y un 25% en peso de glicéridos. Aparte de 3,1 g de ácidos grasos, el extracto contiene 1 g de glicéridos (que corresponde a una pérdida de grasa de 1%). El refinado contenía un 0,1% en peso de ácidos grasos libres.

Ejemplo 9

100 g de un condensado de vapor con un 92% en peso de ácidos grasos libres y un 0,19% de componentes secundarios (tocoferoles + tocotrienoles + fitosteroles) se disuelven a 40ºC en 400 g de una fracción de heptano. La solución se extrae a 40ºC con 600 g de una solución de un 40% en peso de N,N-dimetilaminoetanol en agua. Se forman dos fases claras co-existentes dentro de pocos minutos. El extracto (los productos disueltos en el agente de extracción) contiene, substrayendo el agente de extracción, un 96% en peso de ácidos grasos. El refinado está constituido, substrayendo el agente de extracción, por 13,4 g de glicéridos, 0,7 g de ácidos grasos libres y 0,3 g de componentes secundarios (un 2% de tocoferoles + tocotrienoles + fitosteroles).

Ejemplo 10

Aceite de palma se introdujo en una instalación según la figura adjunta en la primera columna de extracción 12 en una cantidad de 30,0 kg/h. Puesto que el aceite de palma contenía un 4,3% en peso de ácidos grasos libres, la alimentación por la línea 10 estaba constituida por 28,71 kg/ de aceite neutro y 1,29 kg/h de ácidos grasos libres. En la columna de extracción 12, se contactó el aceite de palma a 80ºC con 30,0 kg/h del agente de extracción en contracorriente. El agente de extracción se componía de dimetilaminoetanol (DMAE) y agua en una relación de 1:1. La corriente de refinado saliendo de la columna de extracción 12 comprendía 24,424 kg/h de aceite neutro, 0,090 kg/h de ácidos grasos libres, 0,855 kg/h de DMAE y 0,855 kg/h de agua. La corriente de extracto se componía de 14,145 kg/h de DMAE, 14,145 kg/h de agua, 0,285 kg/h de aceite neutro y 1,20 kg/h de ácidos grasos libres.

La corriente de refinado se trasladó a la columna de lavado 16, en la que se eliminó de la corriente el DMAE, lavándola a 80ºC con 15,0 kg/h de agua en contracorriente. La corriente de refinado así limpiada salió de la columna de lavado 16 con la siguiente composición: 28,424 kg/h de aceite neutro, 0,012 kg/h de DMAE y menos de 0,025 kg/h de ácidos grasos libres. Esto corresponde a un aceite neutro con un 0,00042% en peso de DMAE y menos de un 0,00088% en peso de ácidos grasos libres. El agua de lavado salió de la columna de lavado 16 con la siguiente composición: 15,855 kg/h de agua, 0,855 kg/h de DMAE y 0,064 kg/h de ácidos grasos libres. El agua de lavado se regeneró en la columna de destilación 20 a 100ºC. Se reciclaron 15,0 kg/h de agua como producto de cabeza a la columna de lavado 16 por la línea 24. El producto de fondo que contiene 0,855 kg/h de agua y 0,855 kg/h de DMAE se combine con la corriente de extracto procedente de la columna de extracción 12 y fluyendo por la línea 26.

La corriente de extracto procedente de la columna de extracción 12 y combinado con el producto de fondo procedente de la columna de destilación 20 se suministró a la columna de destilación 28. El producto de cabeza de la columna de destilación 28 constituido por 15,0 kg/h de agua y 15,0 kg/h de DMAE se recicló como agente de extracción, a través de la línea 32, a la columna de extracción 12. De la columna de destilación 28 salieron, como producto de fondo, 0,285 kg/h de aceite neutro y 1,264 kg/h de ácidos grasos libres. Por consiguiente, el extracto estaba constituido por un 18,4% en peso de aceite neutro y un 81,6% en peso de ácidos grasos libres.

Así queda cerrado el circuito del agente de extracción, no presentándose problemas algunos de eliminación de residuos.

Claims (11)

1. Procedimiento para la eliminación de los ácidos grasos libres contenidos en grasas y aceites de origen biológico por extracción de los ácidos grasos libres con una mezcla de compuestos nitrogenados orgánicos, básicos y agua como el agente de extracción a una temperatura por debajo de la temperatura de ebullición de los compuestos nitrogenados orgánicos, en el que la proporción de los compuestos nitrogenados orgánicos, básicos en el agente de extracción es de por lo menos aproximadamente un 20% en peso y, como máximo, de aproximadamente un 60% en peso, preferentemente entre aproximadamente un 30% en peso y aproximadamente un 40% en peso, y la temperatura de ebullición del (de los) compuesto(s) nitrogenado(s) orgánico(s), básico(s) utilizado(s) es igual o más alta que la temperatura de ebullición del agua y más baja que la temperatura de ebullición de los ácidos grasos a extraer.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el (los) compuesto(s) nitrogenado(s) básico(s) contenido(s) en la grasa o aceite refinado, obtenido por la extracción, se eliminan por lavado mediante agua o soluciones acuosas de ácidos volátiles.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, en la desacidificación de grasas y aceites con un contenido en ácidos grasos libres de aproximadamente un 50% en peso o superior, se adicionan a los materiales de partida a desacidificar alcanos y/o un éster, en particular un éster acético, en una concentración suficiente para que el sistema constituido por el agente de extracción, alcano y material de partida se descomponga en dos fases.

4. Procedimiento para la eliminación de ácidos grasos libres contenidos en condensados de vapor de grasas y aceites de origen biológico, que comprende las etapas siguientes:

- extraer los ácidos grasos libres con una mezcla de compuestos nitrogenados orgánicos, básicos y agua como agente de extracción a una temperatura por debajo de la temperatura de ebullición de los compuestos nitrogenados orgánicos, en el que la proporción de los compuestos nitrogenados orgánicos, básicos en el agente de extracción es de por lo menos aproximadamente un 40% en peso y, como máximo, de aproximadamente un 60% en peso, preferentemente de aproximadamente un 50% en peso o superior, y la temperatura de ebullición del (de los) compuesto(s)
nitrogenado(s) orgánico(s), básico(s) utilizado(s) es igual o más alta que la temperatura de ebullición del agua y más baja que la temperatura de ebullición de los ácidos grasos a extraer, y

- adicionar 1 a 4 partes, preferentemente 2 a 4 partes, de un alcano y/o de un éster, en particular un éster acético, por 1 parte de la mezcla líquida, homogénea, obtenida en la etapa de extracción anterior.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el (los) compuesto(s) nitrogenado(s) contenido(s) en la fase de alcano y/o éster se eliminan por lavado con agua o soluciones acuosas de ácidos volátiles.

6. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 5, caracterizado porque el (los) compuesto(s) nitrogenado(s) orgánico(s) disuelto(s) en el agua o la solución acuosa tras la etapa de eliminación por lavado se separan por destilación.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el alcano utilizado es propano, butano, pentano, hexano, heptano, una fracción de heptano, octano o una mezcla de los mismos.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque el éster utilizado es acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo o una mezcla de los mismos.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ácidos grasos libres se separan por destilación del agente de extracción que contiene los ácidos grasos a presión atmosférica o a presión reducida.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los compuestos nitrogenados orgánicos, básicos utilizados son aminas terciarias.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compuesto nitrogenado orgánico, básico utilizado es 2-dimetilaminoetanol, 2-metilaminodietanol, 4-metilmorfolina, 2-diisopropilaminoetanol, 2-dibutilaminoetanol, 3-dimetilaminopropanol, 1-dimetilamino-2-propanol, 2-dimetilaminoetanol, 2-dimetilamino-1-butanol, 2-metiletilaminoetanol, dimetilformamida, morfolina, piridina, 2-dimetilamino-2-metil-1-propanol, 4-metilpiridina, 1-metilpirrol, 2-dibutilaminoetanol, 2-dimetilaminoetilamina, monoetanolamina, 3-dimetilamino-1-propanol, dimetilamino-2-propanona, 1-dimetilamino-1-propilenamina o una mezcla de dichos compuestos.