ES2238926A1 - Desengrasado de piel de cerdo mediante dioxido de carbono comprimido para la posterior obtencion de pasta de colageno de uso alimentario. - Google Patents

Abstract

Desengrasado de piel de cerdo mediante dióxido de carbono, comprimido para la posterior obtención de pasta de colágeno de uso alimentario hasta rendimientos superiores a 95%, mediante un procedimiento que no altera la naturaleza de la proteína contenida en la piel y que utiliza un disolvente (CO2) inocuo, con el fin de obtener una materia prima adecuada. Otros procedimientos consideran este proceso en una extracción simple mediante la cual no se pueden alcanzar rendimientos superiores al 60% de modo que el producto obtenido contiene demasiada grasa siendo inservible para la posterior obtención de pasta de colágeno de uso alimentario. Mediante el procedimiento propuesto en la presente invención se puede traspasar ese límite y llegar incluso a la eliminación total de grasa si así se desea. Se trata de realizar sucesivas compresiones y descompresiones del extractor para provocar la rotura de las membranas de los adipocitos facilitando así el contacto grasa-disolvente.

Description

Desengrasado de piel de cerdo mediante dióxido de carbono comprimido para la posterior obtención de pasta de colágeno de uso alimentario.

Sector de la técnica al que se refiere la invención

Tratamiento químico de las pieles, curtido, impregnación, etc.

Estado de la técnica

El objeto de la invención es el desengrasado de la piel de cerdo hasta alcanzar rendimientos superiores a 95%, mediante un procedimiento que no altere la naturaleza de la proteína contenida en la piel y que no utilice disolventes para los que la legislación impone valores límite en el producto final. Este desengrasado se realiza con el fin de obtener una materia prima adecuada para la obtención de pasta de colágeno de uso alimentario.

Patentes anteriores (ES2106323) consideran este proceso en una extracción simple que en ningún caso puede alcanzar rendimientos superiores al 60% de modo que el producto obtenido contiene demasiada grasa, lo que lo hace inservible para la posterior obtención de pasta de colágeno de uso alimentario.

La presente invención tiene por objeto traspasar ese límite para llegar incluso a la eliminación total de grasa si así se desea.

La causa motivadora de la invención fue la necesidad de diversificar la materia prima a partir de la cual se obtiene el colágeno de uso alimentario. En la actualidad la única fuente de colágeno de uso alimentario es la piel de vacuno por lo que se ha considerado conveniente la búsqueda de nuevas fuentes. La piel de vacuno se caracteriza por una alta concentración de colágeno y una baja concentración de grasa. Otras pieles, como la de cerdo, poseen asimismo un elevado contenido en colágeno en la dermis pero con el inconveniente de tener un alto contenido graso, sobre todo en la hipodermis. Una etapa previa de eliminación de grasa con altos rendimientos permitiría la utilización de este tipo de pieles como materia prima para la obtención de pasta de colágeno de uso alimentario.

En otro orden de cosas, la utilización de la piel de cerdo para la obtención de colágeno de uso alimentario supondría la revalorización de lo que hoy en día supone un producto de escaso valor en la industria cárnica.

No existe técnica anterior para la obtención de piel de cerdo totalmente desengrasada por métodos físicos. Los métodos químicos existentes en la actualidad no proporcionan el tratamiento apropiado para la utilización de la piel de cerdo como materia prima para la obtención de pasta de colágeno.

Explicación de la invención

La presente invención se refiere al acondicionamiento de la piel de cerdo para su utilización como materia prima para la obtención de colágeno. La piel de cerdo no se destina a este uso en la actualidad debido a su elevado contenido graso. Para eliminar la grasa hasta contenidos aceptables según la invención aquí descrita, se procede del siguiente modo: en primer lugar, la hipodermis de la piel, que es la parte que presenta mayor contenido graso y menor contenido en colágeno, se separa en la medida de lo posible de la dermis mediante procedimientos mecánicos. De este modo la dermis, capa de la piel de cerdo de tejido conectivo con una concentración elevada en la proteína de interés, queda lo más limpia posible de grasa aunque puede llegar a presentar contenidos de hasta 30% de grasa sumando la grasa característica de la dermis y la de la hipodermis que no se ha separado mecánicamente.

Por tanto, esta invención se refiere únicamente al desengrasado de piel de cerdo que, después del desengrasado mecánico, puede presentar un espesor de alrededor de 5 mm y con un contenido graso promedio del 25%.

El procedimiento que se expone elimina la grasa -la capa de grasa contenida en la hipodermis no eliminada mecánicamente y la grasa contenida en las células adiposas de la dermis- mediante un proceso de extracción con dióxido de carbono en condiciones supercríticas, en el que se realizan descompresiones rápidas del extractor con el fin de romper las membranas de las células adiposas y, favorecer de este modo un buen contacto grasa-disolvente en una siguiente secuencia de extracción que conlleva una nueva compresión del extractor y posterior circulación de disolvente. Operando de este modo, con sucesivas compresiones y descompresiones se puede llegar a un contenido final de grasa tan bajo como se desee si se aumenta convenientemente el tiempo de procesado de la piel.

Mediante este procedimiento se reduce asimismo el contenido en agua de la piel. Como promedio se ha encontrado que la piel no tratada contiene alrededor de un 50% de agua mientras que la piel desengrasada contiene alrededor de un 30% de agua.

Para que la proteína de la piel de cerdo no pierda sus propiedades estructurales, que son las que la hacen útil para uso alimentario, y pueda ser sometida al posterior procesado de eliminación del pelo no eliminado mecánicamente, etc., hasta obtener colágeno de uso alimentario, la piel no debe ser triturada. La trituración de la piel conllevaría la rotura de las membranas de las células adiposas facilitando de este modo el contacto entre la grasa contenida en su interior y el disolvente utilizado para su extracción. Este pretratamiento de la piel aumentaría la velocidad de extracción de grasa cualquiera que fuese el disolvente utilizado, disminuyendo con ello el tiempo de proceso y permitiendo además un desengrasado total. La necesidad de procesar pieles no trituradas es lo que complica el proceso y hace que una extracción normal no permita obtener rendimientos superiores al 60%, incluso utilizando tiempos de extracción prolongados, lo cual además implicaría el uso de grandes cantidades de disolvente.

Un estudio de la influencia del tamaño de partícula en la velocidad de extracción muestra que, una vez excluida la opción de trituración, y como consecuencia, la opción de rotura de las membranas de las células adiposas por medios mecánicos, cualquier tamaño de partícula arroja resultados similares en lo que a velocidad de extracción se refiere.

El disolvente utilizado es dióxido de carbono comprimido. El dióxido de carbono se elimina totalmente del producto resultante del proceso cuando éste se encuentra a presión atmosférica por lo que se obtiene un producto final totalmente libre de disolvente. En cualquier caso, el dióxido de carbono no es tóxico. Otras características que hacen al dióxido de carbono atractivo para su uso como disolvente industrial son las siguientes: posee una buena capacidad disolvente para los ácidos grasos y triglicéridos, no es inflamable, no es corrosivo, tiene un bajo precio, se puede obtener con alta pureza, presenta condiciones críticas moderadas y es gas en condiciones ambientales.

Se ha realizado un estudio de las distintas variables que influyen en el proceso de desengrasado. Entre ellas, la humedad y contenido graso de la piel utilizada como materia prima, la temperatura (entre 20°C y 40°C) y la presión (entre 20 MPa y 65 MPa) de extracción y el flujo de disolvente necesario para conseguir el máximo desengrasado en el menor tiempo posible.

Este estudio ha permitido establecer el mecanismo del proceso que ha resultado estar controlado por la solubilidad en su parte inicial y por la transferencia de materia interna al final del mismo. Es esta resistencia a la transferencia de materia interna la que impide alcanzar rendimientos superiores al 60% aun con tiempos de proceso prolongados, por lo que se ha de actuar para reducirla o eliminarla. La velocidad de paso del disolvente por el extractor ha de ser suficiente para que en ningún caso el proceso sea controlado por la transferencia de materia externa.

En la etapa inicial del proceso en que controla la solubilidad, resulta favorable la utilización de relaciones de disolvente elevadas, sin embargo en la parte final del proceso, en que controla la transferencia de materia interna, se pueden utilizar relaciones de disolvente más bajas. Es en esta última parte del proceso, cuando se ha de facilitar el contacto entre la grasa que se encuentra en las células adiposas y el disolvente. Para ello se ha de actuar sobre las paredes celulares con el fin de dejar la grasa accesible al disolvente.

En la presente invención, la rotura de las paredes celulares, y por tanto el contacto necesario grasa-disolvente se consigue mediante una descompresión rápida del extractor. Las membranas de la células adiposas, que están hinchadas al estar en contacto con el dióxido de carbono, se rompen debido a esta descompresión rápida. Esta descompresión rápida va seguida de una nueva compresión y circulación de disolvente para extraer la grasa que ha quedado accesible después de la descompresión anterior. Operando de esta forma repetidamente se puede conseguir eliminar la grasa prácticamente en su totalidad. Sin embargo, puesto que 1% de grasa en base seca es un contenido graso admisible para el procesado de la piel y su transformación en colágeno de uso alimentario, el objetivo se ha limitado a dicho porcentaje evitando de este modo tiempos de extracción excesivamente prolongados.

El proceso ha de realizarse en un equipo de alta presión en el que es fundamental para la economía del proceso la recirculación del disolvente previa descarga en un separador de la grasa disuelta en el extractor.

Con el fin de ilustrar la influencia de alguna de las variables de proceso en el desengrasado de la piel, se presenta en el apartado siguiente un gráfico en el que se ha seguido el curso de la extracción para unas condiciones determinadas.

Breve descripción de los dibujos

El gráfico 1 permite el seguimiento del proceso de extracción y representa el porcentaje de grasa en la piel de cerdo frente a los gramos de CO_{2} utilizados por gramo de muestra, para dos presiones de extracción diferentes. Las condiciones de operación son: temperatura de extracción = 40ºC, caudal de dióxido de carbono = 20 kg/h, tamaño de la piel = 14 cm x 20 cm x 5mm y tiempo del ciclo entre cada compresión y descompresión del extractor = 90 minutos. Las barras de error son consecuencia de la heterogeneidad de la piel de cerdo en cuanto a contenido graso.

Modo de realización de la invención

Se ha construido y operado una planta piloto para la optimización del proceso utilizando pieles de cerdo de espesores entre 3 y 6 mm. Dicha planta permite el tratamiento de hasta medio kg de piel en una o varias piezas y en distintas condiciones de trabajo. Se ha estudiado la influencia de las variables que influyen en el rendimiento de la extracción. Entre ellas, variables relacionadas con la piel utilizada (tipo de piel, humedad, contenido en grasa y tamaño de las piezas que se someten a extracción) y variables de proceso (presión y temperatura en el extractor y en el separador, tiempo de extracción, relación de disolvente, número de compresiones y descompresiones, tiempo de duración del ciclo entre cada compresión y descompresión y presión de descompresión entre ciclos).

Aplicación industrial de la invención

La aplicación fundamental de la invención se centra en la adecuación de la piel de cerdo para su utilización como materia prima para la obtención de pasta de colágeno de uso alimentario.

Esta adecuación, consistente en la eliminación de grasa, se realiza mediante un procedimiento físico no agresivo para la piel y que no altera las propiedades estructurales del colágeno. Este procedimiento consiste en la extracción de la grasa de la piel de cerdo mediante la utilización de dióxido de carbono en condiciones supercríticas hasta conseguir rendimientos del 95% y superiores.

Claims (6)

1. Procedimiento de desengrasado de piel de cerdo para su utilización como materia prima para la obtención de pasta de colágeno de uso alimentario, caracterizado por las siguientes etapas.

1.1.

Obtención de láminas de piel de cerdo entre 3 y 5 mm de espesor mediante procedimientos mecánicos.

1.2.

Extracción de la grasa de las láminas de piel mediante contacto continuo con dióxido de carbono comprimido.

1.3.

Recirculación continua del dióxido de carbono al proceso de extracción una vez separada la grasa en un separador mediante reducción de la presión del extractor.

1.4.

Realización de descompresiones y nuevas recomprensiones de forma consecutiva para dejar accesible al dióxido de carbono la grasa contenida en las láminas de piel.

1.5.

Realizar la etapa 1.4. tantas veces como sea necesario para reducir el contenido graso hasta los niveles deseados.

1.6.

Separación final del disolvente contenido en las láminas de piel llevándolas a presión atmosférica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la presión en el extractor se escoge entre 100 y 650 bar.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la temperatura en el extractor se escoge entre 20 y 40ºC como máximo para evitar el deterioro de la piel.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el tiempo transcurrido entre cada compresión y descompresión se escoge entre 20 y 90 minutos.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el flujo de disolvente se escoge dependiendo de que el proceso esté controlado por la solubilidad o la transferencia de materia interna.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la velocidad del disolvente se escoge para que la transferencia de materia externa no controle el proceso.