ES2259893B1 - Tratamiento de musculo y/o de los subproductos del procesado de pescado, para obtener una elevada fraccion de aceite mas otra proteica con bajos residuos grasos y productos asi obtenidos. - Google Patents
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Abstract
Tratamiento de músculo y/o de los subproductos del procesado de pescado, para obtener una elevada fracción de aceite más otra proteica con bajos residuos grasos y productos así obtenidos. En una cámara hermética (1), en la que se coloca el producto a tratar, se produce una presurización más un calentamiento del producto por inyección directa de vapor de agua, seguidos de una despresurización instantánea al comunicar, mediante la válvula (4) y un conducto de gran sección (5), esta cámara (1) con un tanque de vacío (2) con un volumen 60-150 veces superior, consiguiéndose el vacío mediante una bomba (6) conectada al depósito (2) y pasando posteriormente el producto tratado (18) a una prensa (9), donde se obtiene una fracción sólida de bajo contenido graso (11) y el líquido resultante, el cual pasa a una centrífuga (10) de la que se obtienen aceite (12) y agua (13).
Description
Tratamiento de músculo y/o de los subproductos
del procesado de pescado, para obtener una elevada fracción de
aceite más otra proteica con bajos residuos grasos y productos así
obtenidos.
La presente invención se refiere a un
tratamiento de músculo de pescado y/o de los subproductos del
procesado de pescado por medio de la tecnología de descompresión
instantánea controlada acoplada a la
presión-extrusión.
La presente invención concierne todas las formas
y partes del pescado cuya grasa es susceptible de extracción, con el
fin de obtener una fracción grasa o aceite y una fracción
proteica.
La presente invención comprende la preparación
de un pescado graso, por medio de la tecnología de descompresión
instantánea controlada, así como su posterior prensado para la
obtención de una fuente proteica baja en grasa y del aceite de
pescado obtenido por separación del líquido de prensa.
Es comúnmente conocido el procesado de especies
de pescado no destinadas a consumo humano directo y/o de los
subproductos del procesado de pescado, como el fileteado y la
producción de conservas, para su reducción a proteína y aceite rico
en ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga,
de tipo omega-3.
La reducción de productos pesqueros a harina y
aceite de pescado conlleva un tratamiento térmico con exposición a
temperaturas de coagulación entre 70-100ºC,
normalmente se somete a temperaturas de 90-100ºC,
durante 10-20 minutos. El tiempo de tratamiento
influye directamente en la calidad de los productos finales
obtenidos. Asimismo, las pérdidas de calor generadas durante el
proceso están relacionadas con la duración de éste.
El calor rompe la estructura celular de la
materia permitiendo que el aceite y el agua se desliguen de la
matriz sólida. Un prensado y/o sucesivas centrifugaciones completan
la operación de separación de una fracción lipidica y una fracción
proteica. No obstante esto último, un técnico en la materia podría
plantear fácilmente una modificación estructural debida a una acción
mecánica que complemente el efecto producido por la acción térmica,
de modo que la combinación de ambos factores (calor y presión)
permita reducir el tiempo de exposición a determinada temperatura,
llegando hasta prescindir de la etapa de prensado con el apropiado
acondicionamiento de la materia prima y la adecuada
centrifugación.
La producción (y purificación) de aceite de
pescado ha sido hasta ahora objeto de varias patentes. A principios
del siglo XX, al simple cocido de la materia prima con vapor a 100ºC
y separación del aceite por flotación sobre la masa cocida
(GB190124602, GB190124603 y sus variantes GB190218741, GB190218742,
GB190218743 y GB190307519) se le adicionó un prensado de la materia
sólida cocida para reducir su contenido graso (GB191202357 y
GB191202545). Más tarde se combinó temperatura y presión
hidrostática, sumergiendo la materia prima a diferentes niveles en
agua caliente y recuperando el aceite extraído que queda flotando en
la superficie del agua (GB579061). En 1968 se patentó un proceso
continuo de producción de harina y aceite de pescado "en seco"
en el que sucesivos cocidos, desde 76ºC hasta 135ºC y duración
mínima de una hora, reducían la humedad del producto y liberando al
mismo tiempo la grasa, que podía ser además extraída de los sólidos
con una prensa de tornillo (GB1126723). En los años 80, se propuso
un proceso continuo con un primer circuito de calentamiento a
45-70ºC de la materia prima, finamente picada, por
inyección directa de vapor; seguido de un segundo circuito de
calentamiento rápido a 85-100ºC, para facilitar la
separación por centrifugado(US4163009). Una variante
posterior de este proceso se basó en el calentamiento entre
60-100ºC con vapor indirecto, produciendo así un
secado de la materia paralelamente a la liberación de grasa, seguido
de una separación en un decantador de tres fases (US4335146). Ambos
procesos se caracterizan por la recirculación del agua del proceso,
obtenido tras la centrifugación, bien a la materia alimentada en el
intercambiador de calor, bien a la masa alimentada en el decantador
o a ambas.
Las diversas variantes de este proceso patrón
basado en la extracción de un líquido de prensado a partir de la
materia cocida proporcionan, por separación, el denominado "aceite
crudo". Dicho aceite puede someterse a diversos pasos de refinado
(US5023100, US6190715) para la producción de aceite comestible, o de
concentración y purificación de sus ácidos grasos con dióxido de
carbono en condiciones supercríticas (USO4675132, USO4692280).
Por otro lado, la tecnología de descompresión
instantánea controlada ha sido objeto de 5 patentes:
- WO 9504466 dirigida a la expansión de
productos biológicos así como la instalación para la puesta en
marcha de dicho proceso.
- WO 9925527 dirigida al secado, conservación y
restauración de la madera natural deteriorada así como la
instalación para la puesta en marcha de dicho proceso.
- WO 9942003 sobre el tratamiento térmico,
termo-mecánico, hidro-térmico e
hidro-termo-mecánico de diversos
productos, sólidos, pulverulentos, pastosos y líquidos así como la
instalación para la puesta en marcha de dicho proceso.
- WO 0013532 sobre el tratamiento
termo-mecánico de descompresión instantánea
controlada de frutas, zumos y piel de agrios.
- EP 0993780 sobre el tratamiento de granos
germinados y brotes con la tecnología de secado acoplada a la
micro-texturación
El solicitante desconoce la existencia de
procedimientos que combinen favorablemente las tecnologías citadas
en los dos grupos de patentes anteriormente descritas, con la
sencillez y ventajas de la invención que ahora se procede a
describir.
El objetivo de la presente invención es el de
disponer de un tratamiento térmico de corta duración que, combinado
a un efecto mecánico de expansión, proporcione un rendimiento de
aceite e, indirectamente, de la harina similar o superior al del
prensado tras un tratamiento clásico a presión atmosférica, con una
menor degradación térmica y, por lo tanto, una mayor estabilidad
oxidativa.
A este efecto, la invención concierne, más
precisamente, al procesado de músculo de especies marinas grasas. La
materia prima empleada puede ser caracterizada por un contenido
medio aproximado de 70% de humedad, 10% de materia grasa, 18% de
proteína.
La presente combinación de la tecnología de
descompresión instantánea controlada con el posterior prensado bien
del pescado graso o de su residuo posibilita la obtención, por un
lado, de una fuente proteica baja en grasa y, por otro, del aceite
de pescado obtenido por separación del líquido de prensa.
La parte del proceso de descompresión
instantánea controlada se caracteriza por la introducción del
pescado, cuya talla ha sido anteriormente reducida, en una cámara
previamente calentada, seguida del cierre hermético de ésta y de la
despresurización de dicha cámara. El producto es entonces sometido a
un calentamiento y a una presurización capaces de alcanzar una
temperatura de entre 90-180ºC y una presión entre
0,7-10 bar. El proceso se distingue por el paso casi
instantáneo (>0.5 bar/s) de la presión de trabajo a un vacío
cercano a 50 mbar.
La temperatura y la presión son obtenidas por
inyección, previa a la etapa de despresurización, de vapor de agua
saturado en la cámara de tratamiento.
Tras la etapa de despresurización, una vez
aislada la cámara de la fuente de depresión, la presión atmosférica
es reestablecida dentro del recinto de tratamiento por entrada de un
flujo de aire del ambiente exterior.
A la invención le suceden una etapa de prensado
de la materia tratada, una etapa de separación del aceite contenido
en el líquido extraído de dicho prensado por centrifugación.
Según la invención se puede producir, por
prensado y centrifugación de músculo de pescado, un aceite de
calidad similar o superior, en lo que se refiere a acidez libre,
oxidación total, humedad e impurezas y perfil de ácidos grasos, al
obtenido, en iguales condiciones de extracción y separación, tras un
tratamiento tradicional de cocido a presión atmosférica.
El residuo sólido obtenido tras el prensado de
pescado previamente tratado según la invención contiene hasta un 45%
menos de grasa respecto al residuo sólido obtenido, en idénticas
condiciones, del prensado de pescado tras un tratamiento tradicional
de cocido a presión atmosférica.
Además de la ventaja sobre la calidad del
producto final, la reducción del tiempo de tratamiento térmico hasta
alrededor de un minuto implica beneficios de tipo económico como la
disminución de pérdidas energéticas y el aumento de la capacidad de
tratamiento.
Se complementa la presente memoria descriptiva,
con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca
limitativo de la invención.
La Figura 1 muestra un esquema de la
instalación, en correspondencia con el ejemplo preferente de la
invención.
A la vista de lo anteriormente enunciado, la
presente invención se aplica en una instalación para el tratamiento
de pescado o subproductos de su procesado con vistas a la posterior
extracción de aceite y harina de pescado se compone de una cámara
hermética (1) unida a un tanque de vacío (2) de un volumen del orden
de las 60 a 150 veces superior a ésta (1).
La cámara de tratamiento (1) presenta un sistema
de cerrado hermético tras la introducción del producto a tratar y,
además, dispone de una conexión (3) que permite la inyección directa
en el interior de la cámara y sobre el producto a tratar de vapor de
agua procedente del generador (7), para la instalación de la presión
dentro de la cámara (1).
La cámara (1) se comunica con el depósito de
vacío (2) por medio de una válvula (4) y de un conducto (5) de gran
sección, que garantizan la instantaneidad de la operación. El
depósito de vacío (2) se comunica a su vez con una bomba de vacío
(6).
Tras introducir el producto a tratar en la
cámara de tratamiento (1), mediante inyecciones sucesivas de vapor
de agua se consigue alcanzar en la cámara la presión de tratamiento
entre 0,7 y 10 bar a la vez que se calienta el producto entre
90-180ºC. Una vez alcanzada la presión deseada, se
mantiene durante 20-80 s el tiempo de tratamiento
tras lo cual se abre la válvula (4) de comunicación entre el
depósito de vacío (2) y la cámara de tratamiento (1), de manera que
la presión cae a ritmo superior a los 0,5 bar/s.
Una vez alcanzada la presión mínima, se cierra
la válvula (4) y se abre la válvula (8) de reposición de la presión
atmosférica dentro de la cámara (1) de tratamiento.
El depósito de vacío (2) dispone de un
encamisado (2.1) que incorpora un fluido refrigerante, procedente
del circuito (14) con bomba de recirculación (14.1), por ejemplo,
agua a 10-20ºC condensando el vapor de agua
procedente de la cámara de tratamiento (1) u otro fluido de punto de
congelación inferior, que permita, alternativamente, la condensación
de los volátiles evaporados del producto tratado (18), cuya
recuperación sea de interés industrial, los cuales pasarían al
separador (16), de forma que estos condensados (17) quedarían
separados del agua condensada y, en todo caso, reenviada a una
prensa de doble tornillo (9), de forma controlada, desde la
electroválvula (15).
El producto tratado (18) se alimenta a la prensa
de doble tornillo (9), de donde se obtendrá una fracción sólida
parcialmente deshidratada y de bajo contenido graso (11). El líquido
resultante del prensado se pasa a una centrífuga (10) de la que se
obtienen, básicamente, aceite (12) y agua (13). Esta agua puede ser
recirculada alimentando la prensa para facilitar el arrastre y
filtración de la grasa durante la etapa de prensado.
El tratamiento de músculo de pescado por
descompresión instantánea controlada provoca una modificación
estructural del producto y una liberación de compuestos lipídicos
tal que, tras el prensado y la centrifugación, es posible recuperar
hasta el 72% del aceite contenido en el músculo.
La aplicación del proceso de tratamiento por
descompresión instantánea controlada, en este ejemplo preferente
realizado a músculo de caballa, ha permitido reducir sensiblemente
el tiempo total del proceso de 10-20 minutos, por lo
general, a menos de 1 minuto. El efecto mecánico de la etapa de
descompresión permite, además de disminuir significativamente la
duración del tratamiento, eliminar las consecuencias indeseables
sobre el rendimiento tanto de aceite como de sólidos de la
exposición del producto a temperaturas de entre
90-100ºC.
El residuo total, en porcentajes referidos a
peso total o peso húmedo, comprende de 1-6% de
contenido graso, de entre 43-55% de humedad y de 42
a 54% de proteína y cenizas. En cuanto al aceite, éste muestra un
contenido máximo esperable en la suma de los ácidos grasos
eicosapentaenoico (EPA) y docasahexaenoico (DHA) entre 8 y 35% del
total de ácidos grasos, dependiendo de la materia prima empleada,
siendo el contenido en EPA entre 3 y 18% y el de DHA entre 5 y
25%.
Se procesan filetes de caballa con piel, previa
realización de un cortado transversal de los mismos de entre 10 y 20
mm de espesor, de los que se considera un contenido graso medio del
filete de 10,2% del peso total, una humedad del 69,1% y 20,7% de
otras substancias sólidas. El contenido de EPA y DHA por 100 g de
grasa es, respectivamente, de 2,32 y 5,94 g.
La cámara de tratamiento (1) se dispone con un
volumen de 15 litros, mientras que el volumen del tanque de vacío es
de 1600 litros, se incorporan a la primera 6000 g de producto que se
someten a 120ºC y 2 bar de presión durante 20 s, condiciones
conseguidas por inyecciones sucesivas de vapor de agua. A esto sigue
una descompresión casi instantánea superior a 0,5 bar/s y hacia
vacío (50 mbar). Tras el tratamiento de Descompresión Instantánea
Controlada se recuperan 5077 g de producto tratado, siendo el resto
923 g de agua y compuestos volátiles que se han evaporado en este
proceso.
Para el posterior prensado del producto así
tratado se dispone de una prensa del tipo de doble tornillo provisto
de giro co-rotativo, de aproximadamente 2 kg/h de
capacidad. Para facilitar el arrastre y filtración de la grasa, al
producto se le añaden 1,818 kg de agua en continuo, a razón de 1,000
kg/h, parcialmente procedente del centrifugado final del líquido de
prensa a 6600 m/s^{2}.
Tras las operaciones de prensado y centrifugado
se obtienen 2270 g de residuo sólido con una humedad del 53,8% y un
contenido en grasa de 1,6%. Igualmente, se obtienen 3721 g de agua y
438 g de aceite, este último con un contenido en EPA de 3,45% y un
contenido en DHA de 5,19%). En el caso del ejemplo, del total de
proteína que entra en el proceso (1242 g) se recupera un 81% en
forma de residuo proteico (1012 g) y del total de grasa que
constituye el músculo de caballa (612 g) se recupera un 77,5% del
cual un 71,6% (438 g) es en forma de aceite y un 5,9% (36 g) es el
contenido graso del residuo proteico.
En este caso particular, el porcentaje de
recuperación de materia seca (fracción proteica mas grasa) del
proceso es de un 80%. El 20% restante, unos 368 g, queda comprendido
en los 467 g que componen la materia que queda entre los tornillos,
filtro y otras partes de la prensa y, principalmente, la emulsión
formada en el líquido de prensa y no recuperada con el sistema de
separación utilizado. Tanto la emulsión como las mermas producidas
en la etapa de prensado pueden ser recuperadas como productos
finales. La primera con modificaciones en el filtrado y la
centrifugación y la segunda deviene insignificante con el aumento de
la capacidad del proceso en su dimensionamiento a nivel
industrial.
No altera la esencialidad de esta invención
variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los
elementos componentes de la instalación, descritos de manera no
limitativa, bastando ésta para proceder a su reproducción por un
experto.
Claims (10)
1. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, más otra proteica con bajos residuos grasos, de entre los
medios de procesado por descompresión instantánea así como de entre
los medios que combinan temperatura y prensado, que disponen de una
primera etapa de tratamiento en una cámara de cerrado hermético
unida a un tanque de vacío, así como una prensa de doble tornillo,
esencialmente caracterizado porque el producto a tratar en el
interior la cámara (1) recibe la inyección directa de vapor de agua,
instalando presión dentro de la cámara (1), mientras que el depósito
de vacío (2) con un volumen del orden de las 60-150
veces superior a esta cámara (1) está comunicado con ella por medio
de una válvula (4) y de un conducto de gran sección (5), que
garantizan la instantaneidad de la operación de despresurización en
este depósito de vacío (2), hacia el vacío logrado mediante una
bomba de vacío (6), pasando entonces el producto tratado (18) a ser
alimentado a la prensa de doble tornillo (9), donde se obtiene una
fracción sólida parcialmente deshidratada y de bajo contenido graso
(11), mientras que el líquido resultante del prensado pasa a una
centrífuga (10) de la que se obtienen, básicamente, aceite (12) y
agua (13).
2. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, más otra proteica con bajos residuos grasos, según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el producto a
tratar es introducido en la cámara de tratamiento (1) en la que,
mediante inyecciones sucesivas de vapor de agua, se alcanza la
presión de tratamiento entre 0,7 y 10 bar, a la vez que se calienta
el producto entre 90-180ºC, de modo que una vez
alcanzada la presión deseada, se mantiene durante
20-80 s el tiempo de tratamiento tras lo cual se
abre la válvula (4) de comunicación entre el depósito de vacío (2)
y la cámara de tratamiento (1), de manera que la presión cae a ritmo
superior a los 0,5 bar/s, hasta que es alcanzada la presión mínima,
cerrándose entonces la gran válvula (4) y se abre la válvula (8) de
reposición de la presión atmosférica dentro de la cámara (1) de
tratamiento.
3. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, mas otra proteica con bajos residuos grasos, según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua
procedente de la prensa (9) es recirculada alimentando la prensa,
facilitando el arrastre y filtración de la grasa durante la etapa de
prensado.
4. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, mas otra proteica con bajos residuos grasos, según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por la
camisa (2.1) que rodea al depósito o cámara de vacío circula un
fluido refrigerante procedente del circuito (14) con bomba de
recirculación (14.1), para facilitar la condensación del vapor de
agua de la cámara de tratamiento, cuando este es captado en esta
cámara al comunicarse ambas mediante la apertura de la válvula (4),
acelerando la caída instantánea de la presión.
5. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, mas otra proteica con bajos residuos grasos, según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por la
camisa (2.1) que rodea al depósito o cámara de vacío (2) circula
agua a 10-20ºC.
6. Tratamiento de músculo de pescado y/o de los
subproductos de su procesado, para obtener una elevada fracción de
aceite, mas otra proteica con bajos residuos grasos, según la
reivindicación anterior 4ª, caracterizado porque el líquido
refrigerante, procedente del circuito (14) con bomba de
recirculación (14.1). circula por la camisa (2.1) que rodea al
depósito o cámara de vacío (2), dispone de un punto de congelación
inferior al del agua, de forma que permite condensar además aquellos
compuestos volátiles (17), vaporizados en el proceso de
descompresión instantánea controlada que, para su condensación,
requieren trabajar a temperaturas por debajo del punto de
congelación del agua, los cuales pasan a ser recuperados en un
separador (16).
7. Productos obtenidos mediante el tratamiento
de músculo de pescado y/o de los subproductos de su procesado, según
las reivindicaciones anteriores, caracterizados por la
modificación estructural del producto inicial y una liberación de
compuestos lipídicos con recuperación en forma de aceite de al menos
un 72% de la grasa contenida en el músculo.
8. Productos obtenidos mediante el tratamiento
de músculo de pescado y/o de los subproductos de su procesado, según
las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque el
aceite tiene un contenido máximo de entre 8 y 35% del total de
ácidos grasos en la suma de los ácidos grasos eicosapentaenoico
(EPA) y docasahexaenoico (DHA), dependiendo de la materia prima
empleada, siendo el contenido en EPA entre 3 y 18% y el de DHA entre
5 y 25%.
9. Productos obtenidos mediante el tratamiento
de músculo de pescado y/o de los subproductos de su procesado, según
las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque el
residuo sólido comprende, respecto del peso total, de
1-6% de contenido graso, entre
43-55% de humedad y de 42 a 54% de proteína y
cenizas.
10. Productos obtenidos mediante el tratamiento
de músculo de pescado y/o de los subproductos de su procesado, según
las reivindicaciones anteriores, caracterizados por la
obtención de volátiles (17), evaporados del producto tratado
(18).
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GB1126723A (en) * | 1966-11-29 | 1968-09-11 | Duke Inc | Continuous rendering process |
HU204738B (en) * | 1989-09-05 | 1992-02-28 | Richter Gedeon Vegyeszet | Process and equipment for recovering fat- or protein-containing solid material from fat-containing sludge and/or sewage, particularly from slaughtered sludge and/or sewage |
EP0926230B1 (en) * | 1997-12-24 | 2003-06-11 | G. van Wijnsberghe en Co. NV | Rendering apparatus and method |
FR2774911B1 (fr) * | 1998-02-19 | 2005-01-14 | Karim Allaf | Procede de traitement thermique, thermo-mecanique, hydro-thermo-mecanique de produits divers solides ou pulverulents, pateux, liquides ou melanges de liquides, applications de ce procede |
-
2004
- 2004-12-02 ES ES200402903A patent/ES2259893B1/es not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
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HADDAD, J. et al. A study of dehydratation of fish using successive pressure drops (DDS) and controlled instantaneous pressure drop (DIC). Drying Technology, 2004, vol 22 (3), páginas 457-478. * |
Also Published As
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ES2259893A1 (es) | 2006-10-16 |
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