MXPA01010698A - Metodo para eliminar acidos grasos libres a partir de grasas y aceites de origen biologico o sus condensados de vapor. - Google Patents

Abstract

Con el fin de eliminar acidos grasos a partir de grasas y aceites de origen biologico o sus condensados de vapor, los acidos grasos libres se extraen con una mezcla de compuesto basico de nitrogeno organico y agua, como agentes de extraccion, a una temperatura por debajo de la temperatura de punto de ebullicion de los compuestos de nitrogeno organico; la proporcion de compuestos basicos de nitrogeno organico en el agente de extraccion deben sumar por lo menos alrededor de 20% en peso y con mayor aproximacion 60% en peso, de preferencia entre casi 30 y aproximadamente 40% en peso; esto evita la formacion de una pasta de neutralizacion viscosa que es dificil de eliminar; la temperatura de punto de ebullicion del compuesto(s) basico(s) de nitrogeno organico que se utiliza, debe ser la misma o superior a la temperatura de punto de ebullicion del agua e inferior a la temperatura de punto de ebullicion de los acidos grasos que se extraeran para facilitar la recuperacion del agente de extraccion.

Description

MÉTODO PARA ELIMINAR ÁCIDOS GRASOS LIBRES A PARTIR DE GRASAS Y ACEITES DE ORIGEN BIOLÓGICO O SUS CONDENSADOS DE VAPOR MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un procedimiento para eliminar ácidos grasos libres de grasas y aceites de origen biológico o sus destilados de vapor por extracción. En la nutrición humana y como materiales de partida para industria química, los aceites y grasas de origen biológico juegan un papel importante. Por ejemplo, sirven como materiales de partida para la producción de agentes tensioactivos, plastificantes, ceras, lubricantes, alcoholes grasos, etc. Componentes esenciales de grasas y aceites son los triésteres de glicéridos y ácidos grasos, los llamados triglicéridos. Las propiedades físicas de aceites y grasas se determinan a) por la longitud de la cadena de los ácidos grasos, b) por el grado de saturación de los ácidos grasos y c) por la distribución de los diversos ácidos grasos en los tres grupos hidroxilo del glicerol. Los ácidos grasos que tienen un contenido de ácido graso saturado son generalmente sólidos a temperatura ambiente. Las grasas o aceites, respectivamente, a partir de ácidos grasos predominantemente insaturados son líquidos a temperatura ambiente. Las grasas y aceites de origen biológico comprenden un número de productos secundarios que afectan adversamente el mantenimiento de la calidad, olor, sabor y apariencia. Los productos secundarios más importantes son: material suspendido, compuestos de fósforo orgánico, ácidos grasos libres, pigmentos y compuestos odoríferos. Materiales mucilaginosos (goma) y otros complejos coloidales compuestos pueden promover la degradación hidrolítica de grasas y aceites durante su almacenamiento e interfieren durante la refinación posterior. Por lo tanto, son removidos por el procedimiento de lo que se denomina desengomado. El desengomado se basa en la hidratación en agua o vapor directo. Los compuestos de fósforo orgánico (fosfátidos) absorben agua en el curso de éste, se hinchan y se vuelven insolubles. Después de que los compuestos de fósforo y el material suspendido han sido removidos por desengomado y, si la filtración es apropiada, el objeto adicional es separar los ácidos grasos libres y pigmentos y los compuestos odoríferos. Las grasas crudas y aceites crudos comerciales comprenden en promedio de 1 a 3% en peso de ácidos grasos libres, 0.5% en peso o menos de tipos de grado elevado, 20% en peso o más de ciertos aceites de palmera, oliva y pescado. El contenido de ácido graso de las grasas y aceites refinados es, en comparación, generalmente por abajo de 0.1 % en peso. Aunque los ácidos grasos libres de cadena relativamente larga generalmente no producen alteración de sabor, los ácidos grasos de cadena corta tienen un sabor a jabón, rancio. En la práctica, la desacidificación realizada al eliminar los ácidos grasos libres predominantemente se lleva a cabo mediante tratamiento con soluciones de álcali acuosas o por vapor a temperaturas de aproximadamente 220°C. La eliminación de los ácidos grasos libres por esterificación con glicerol o alcohol monohídrico, por extracción con solvente selectivo o por adsorbentes es de menor importancia, en comparación. Más adelante se describe con más detalle los procedimientos de desacidificación conocidos hasta ahora. El tratamiento con soluciones alcalinas, como el método más ampliado, se puede llevar a cabo en forma intermitente o continua. Mientras mayor sea la concentración de la lejía, más fácilmente son las substancias adjuntas no deseadas absorbidas en el jabón resultante, denominado material de jabón. Las soluciones débilmente alcalinas generalmente se rocían sobre el aceite a 90°C y se percolan descendentemente a través del aceite calentado. Por el contrario las lejías más fuertes (4n a 7n) generalmente se agitan en el aceite a una temperatura de 40 a 80°C. Después de la desacidificación y eliminación del material de jabón, el aceite o grasa se lava con lejía altamente diluida (de aproximadamente 0.5n) y posteriormente con agua para eliminar residuos de jabón hasta por lo menos 0.05% en peso. Con el uso de centrífugas, una planta completamente continua para neutralizar grasas y aceites se pueden construir de acuerdo con este método. Si las grasas y aceites que van a ser desacidificadas tienen un contenido alto de ácidos grasos, la desacidificación que usa soluciones alcalinas tiende a un material jabonoso relativamente duro que puede ser removido únicamente de la planta con dificultad. Por lo tanto, lo que se denomina desacidificación con vapor se ha desarrollado como una alternativa. En este procedimiento, que también se denomina refinación física o desacidificación por destilación, los ácidos grasos libres son de igual manera removidos en forma continua desde los aceites crudos por vapor caliente bajo vacío. Este procedimiento no depende de los ácidos grasos libres que están siendo destilados completamente ya que los ácidos grasos que permanecen en una pequeña cantidad pueden oportunamente ser removidos por una refinación de lejía secundaria. Antes de la desacidificación por destilación, la grasa cruda debe sin embargo ser liberada completamente como sea posible de gomas, fosfátidos y trazas de metales -generalmente mediante tratamiento con ácido fosfórico - ya que las substancias que lo acompañan pueden conducir durante la destilación a substancias oscuras de sabor desagradable, las cuales virtualmente ya no pueden ser removidas después. La desacidificación con vapor tiene lugar a temperaturas relativamente altas; por ejemplo, el aceite de palmera es desacidificado por vapor directo sobre calentado a 220°C. La alta temperatura destruye un gran número de substancias que están presentes en el aceite (o grasa) y son deseables por sí mismos, por ejemplo los antioxidantes que mejoran la calidad del aceite, o fuerza a estas substancias a que se denomina el destilado de vapor que se produce después de la condensación del vapor sobrecalentado usado para la desacidificación. La neutralización de aceites y grasas por separación de los ácidos grasos libres de la grasa cruda por medio de solventes selectivos es otro método que es adecuado, especialmente, para aceites y grasas de alta acidez. Por ejemplo, la extracción de líquido usando etanol hace posible la desacidificación de aceite de oliva que tiene 22% en peso de ácidos grasos libres hasta aproximadamente 3% en peso de ácidos grasos libres. Otro medio de extracción que disuelve a temperaturas adecuadas solo ácidos grasos libres y triglicéridos muy altamente insaturados, es el furfural. En otro procedimiento, el procedimiento de selexol, el propano líquido se usa como medio de extracción en contracorriente. El propano líquido selectivamente disuelve aceite neutro saturado, mientras que los ácidos grasos, productos de oxidación, glicéridos no saponifiables y altamente insaturados so difícilmente disueltos en absoluto y permanecen como residuos. Este procedimiento se usa principalmente para fraccionar aceites de pescado y aceites de hígado de pescado. El procedimiento de extracción selectiva se usa industrialmente casi exclusivamente para grasas que tienen un contenido de ácidos grasos libres muy alto. Ejemplos de éstos son: manteca de cacao de conchas, aceite de oliva de la torta de prensa, grados de calidad baja de aceite de arroz y semilla de algodón. El alcohol usado en este procedimiento es alcohol isopropílico. Para desacidificar una tonelada de aceite, Bernardini (E. Bernardini, Oilseeds, Oils and fats, Publishing House Rome, 1985) citan los siguientes niveles de consumo: energía y auxiliares, vapor 800 kg, energía eléctrica 14 kWh, hexano 15 kg, isopropanol 18 kg. El aceite producido de esta manera no se usa como aceite comestible. Aunque, el desengomado y la refinación de álcali ya conducen a cierta limpieza, generalmente, se provee una etapa de decoloración. La decoloración se realiza acostumbradamente utilizando absorbentes sólidos, tales como tierras blanqueadoras y carbón activado. El blanqueo con aire o compuestos químicos juega un papel menor en grasas comestibles.

En la última fase del procedimiento de refinación, el olor y las substancias de sabor son removidas de los aceites y grasas desacidificados y blanqueados. La desodorización es esencialmente una destilación por vapor en la cual los compuestos volátiles son separados de los glicéridos no volátiles. Las substancias de olor y sabor son predominantemente aldehidos y cetonas que se forman por reacciones oxidativas o hidrolíticas durante el procedimiento y almacenamiento de las grasas y aceites. La presión parcial baja de los compuestos que van a ser removidos requieren que el vapor se lleve a cabo bajo presión reducida. El vapor generalmente se lleva a cabo de 180 a 220°C y a una presión de 6 a 22 mbars. Por razones de protección ambiental, las aguas de deshecho la desacidificación alcalina debe ser tratada cuidadosamente, ya que está asociada con costos. Por lo tanto, muy recientemente, el interés en procedimientos físicos para refinar aceites y grasas a revivido. En la década de 1920, se estudiaron las posibilidades de desacidificación que usaban la extracción líquido-líquido con alcoholes inferiores acuosos (Baley, 5a. edición 1996, volumen 5). Se encontró que el mejor medio de extracción era alcohol etílico acuoso. Aunque en su selectividad con respecto a ácidos grasos libres y triglicéridos, el metanol puro es mejor, se ha estudiado con más detalle para su adecuación como un medio de extracción para desacidificar grasas y aceites - supuestamente debido a su toxicidad. La desacidificación de aceites y grasas usando aminas se propuso en 1937 en la Patente de E.U.A. 2,164,012. Una alcanolamina, preferiblemente etanolamina, se propuso como medio de extracción alcalina que disuelve los ácidos grasos libres como jabones en la fase acuosa. Los residuos de alcanolamina disueltos en el refinado se extraen lavando con ácido sulfúrico diluido, ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico o soluciones de ácido clorhídrico. La Patente de E.U.A. 2,157,882 asimismo propone en lugar de extraer los ácidos grasos libres con solución de hidróxido de sodio, la extracción con una alcanolamina para eliminar la mayoría de los ácidos grasos libres y algunos de los pigmentos. Sin embargo, el aceite así tratado es turbio y tiende a una tendencia a descomponerse durante el almacenamiento. Por lo tanto, se propone seguir el lavado con etanolamina por un lavado con una solución de hidróxido de sodio diluida. El aceite desacidificado es posteriormente lavado con agua para eliminar las últimas trazas de álcali. En un artículo que apareció en 1955 en Journal of the American Oil Chemist's Society (JAOCS, vol. 32, 1955 pp. 561-564), experimentos sobre refinación de aceite de arroz con monoetanolamina, trietanolamina, hidruro de tetraetanolamonio, etilendiamina, etilamina y trietilamina se reportan. Los aceites de arroz comprenden aproximadamente de 5 a 7% en peso de ácidos grasos libres. El contenido de ácido graso elevado generalmente conduce, en refinación alcalina, a pérdidas de grasa elevadas, estas pérdidas pueden reducirse a valores de 3 a 5% en peso añadiendo las aminas antes de la refinación acostumbrada.

Como se puede ver en la descripción anterior de los diversos procedimientos de desacidificación, estos procedimientos están llenos de problemas de ingeniería de planta y/o son relativamente intensivos en cuanto a costo, debido a su consumo de auxiliares y energía y un tratamiento posterior que puede ser requerido. Además, en algunos procedimientos, los constituyentes de grasas y aceites que son deseados por sí mismos son destruidos. Por lo tanto, el objeto en que se basa la invención es especificar un procedimiento mejorado para desacidificar aceites y grasas de origen biológico que, en primer lugar pueda superar contenidos incluso altos de ácidos grasos libres sin problemas de ingeniería de planta y, en segundo lugar, permita la producción de grasas y ácidos de grado de calidad muy alto, son deseados, por ejemplo, por la industria de alimentos. Este objeto se logra de acuerdo con la invención por el procedimiento especificado en la reivindicación 1 de la Patente. El procedimiento de la invención se basa en el hecho de que, sorprendentemente, cuando los aceites (o grasas) que tienen un contenido de ácido graso alto son desacidificados por soluciones acuosas o bases orgánicas, por ejemplo 2-dimetilaminoetanol, se forma un material jabonoso no viscoso si el contenido de amina en la solución acuosa es alto. En lugar de ello, bajo tales condiciones, tanto la fase oleosa como la base de extracto son líquidos de baja viscosidad. La separación de fases procede en este caso rápidamente dentro de algunos minutos; las fases resultantes son claras.

Por el contrario, a contenidos de amina de solución acuosa que corresponden a las concentraciones de las soluciones de hidróxido de sodio en la descidificación química, se forma un material jabonoso de alta viscosidad. Un estudio más detallado encontró que en el compuesto de nitrógeno básico debe contener por lo menos de aproximadamente 40% en peso de agua de modo que se formen dos fases en equilibrio en el aceite que va a ser desacidificado. Por el contrario, la concentración de la base orgánica, por ejemplo, 2-dimetilaminoetanol, en la solución acuosa debe ser por lo menos de aproximadamente 20% en peso, incluso mejor de 30 a 40% en peso por lo que no se forma una fase de material jabonoso viscoso o turbio. Esto significa que la solución acuosa usada para la desacidificación debe tener de acuerdo con la invención un contenido de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 60% en peso de compuesto de nitrógeno orgánico. Si, por ejemplo, el aceite de palmera que tiene un contenido de ácido graso libre de 4.5% en peso se mezcla a 50°C con una solución de 55% en peso de 2-dimetilaminoetanol en agua en una relación de 1 :1 , después de separar las fases se obtiene un aceite que, menos el medio de extracción comprende solo 0.03% en peso de ácidos grasos libres a una pérdida de aceite y apenas 1.08% en peso. Por medio del procedimiento de extracción de la invención, es por lo tanto posible una desacidificación deficiente y a temperatura moderada a pérdidas de aceite bajas en algunas etapas en contracorriente. Los residuos de los compuestos de nitrógeno básicos disueltos en el refinado se extraen preferiblemente con agua o soluciones diluidas de ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido sulfúrico o ácido clorhídrico. Alternativamente, trazas de medio de extracción básico en el refinado son removidas por separación con dióxido de carbono. Durante la separación con dióxido de carbono al mismo tiempo, se seca el aceite. El dióxido de carbono se puede usar como gas diluido o como un gas supercrítico denso para eliminar trazas de compuestos de nitrógeno básico usados a partir del refinado. La extracción del medio de extracción de acuerdo con la invención (por ejemplo una solución acuosa de 2-dimetilaminoetanol) del extracto se puede realizar de una manera sencilla por destilación. Es una condición previa aquí que la presión de vapor del agua sea aproximadamente igual a o por arriba de la presión de vapor del compuesto(s) de nitrógeno básico usado. El agua y el compuesto orgánico son destilados juntos o el agua es preferiblemente destilada primero, la relación de compuestos básicos a agua siendo constante o incrementando y la formación de un material jabonoso viscoso se evita. Si la presión de vapor del compuesto básico fuera mayor que la presión de vapor del agua, la relación del compuesto básico a agua disminuiría y finalmente se empezaría a formar un material jabonoso viscoso. En otras palabras, el punto de ebullición del compuesto(s) de nitrógeno básico tiene que ser primero igual a o por arriba del punto de ebullición del agua y segundo debe ser menor del punto de ebullición de los ácidos grasos que se van a extraer. Los compuestos orgánicos básicos adecuados para el procedimiento de esta invención deben tener las siguientes propiedades: a) el compuesto, si es posible, no debe formar amidas con los ácidos grasos libres; b) el compuesto debe ser miscible con agua en cualquier relación; c) el punto de ebullición del compuesto debe ser igual a o por arriba del agua; d) el daño de olor a las soluciones acuosas debe ser lo más bajo posible. Ejemplos de compuestos de nitrógeno orgánico son: N-metilmorfolina, 2-dimetilaminoetanol, 3-(dietilamino)-1 -propanol, 2-dietilaminoetanol, 1-(dimetilamino)-2-propanol, dimetil-formamida, N-metilmorfolina, 2-metiletilaminoetanol, 2-dibutilaminoetanol, dimetilformamida, morfolina, 2-diisopropilaminoetanol, etc. En general, las aminas terciarias, debido a su basicidad superior, son preferidas a las aminas binarias y monosubstituídas. Ejemplos de materiales de partida que pueden ser fácilmente desacidificados por el procedimiento de la invención son cebo de res, manteca, aceite de pescado, aceite de maíz, grasas convertidas, aceite de palmera, aceite de soya, aceite de colza, aceite de semilla de girasol, aceite de germen de arroz, aceite de semilla de algodón, aceite de oliva, aceite de nuez, aceite de cártamo, aceite de coco, aceite de semilla de palmera, aceite de semilla de uva, aceite de germen de trigo, etc. Antes de que se use el procedimiento de la invención, los aceites y grasas que van a ser desacidificados deben ser desgomados y filtrados, en particular si están presentes más de 100 ppm de fosfátidos. La grasa o aceite así preparados aún contienen oxígeno disuelto que también debe ser removido antes del procesamiento posterior. Por medio del procedimiento de acuerdo con la invención, el material de partida es desacidificado posteriormente con conservación de compuestos sensibles a la presión, tales como carotenos, tocotrienoles, tocoferoles, etc. Esos compuestos, que entre otras cosas, también son de importancia nutricional son en gran medida destruidos o expulsados durante la refinación física convencional que se lleva a cabo por medio de vapor directo, debido a las altas temperaturas. En una forma algo modificada, el procedimiento de acuerdo con la invención también es remarcablemente adecuado para eliminar los ácidos grasos libres de los destilados de vapor de las grasas y aceites que han sido desacidificados usando la refinación física convencional antes mencionada, es decir, por desacidificación por vapor. Estos destilados de vapor generalmente comprenden ácidos grasos libres a concentraciones muy altas, generalmente en la escala de alrededor de 80 a 94% en peso. Debido al alto contenido de ácido graso, el medio de extracción usado de conformidad con la invención, es decir, la mezcla de base orgánica y agua, debe ser sin embargo más rica en el compuesto de nitrógeno básico que el anteriormente descrito en conexión con la desacidificación de grasas y aceites. El contenido de compuesto de nitrógeno orgánico en el medio de extracción debe ser por lo menos de aproximadamente 40% en peso. Si dicha solución acuosa rica en compuesto de nitrógeno básico, por ejemplo 60% en peso de 2- dimetilaminoetanol y 40% en peso de agua, se añade al destilado de vapor líquido como medio de extracción, se obtiene la mezcla homogénea líquida. A esta mezcla líquida después se añade de una a cuatro partes, preferiblemente dos a cuatro partes, de un alcano y/o un éster, en particular un acetato, a una parte la mezcla líquida. De la mezcla previamente homogénea, como resultado, se forman dos fases líquidas coexistentes de las cuales la fase acuosa contiene en forma altamente selectiva los ácidos grasos libres. En la fase de alcano y/o éster se disuelven esencialmente las grasas y aceites presentes en el destilado de vapor. Los productos secundarios también disueltos en el destilado de vapor, tales como tocoferoles, tocotrienoles y fitosteroles, también pasan altamente en forma selectiva hacia la fase de alcano. La fase acuosa que tiene ácidos grasos libres presentes en la misma es de baja viscosidad, por lo que la separación de bases se realiza aproximadamente dentro de 20 minutos después de interrumpirse el mezclado. El refinado (fase de alcano o fase de éster) que resulta después de la separación de la fase acuosa es, dependiendo del producto de partida, altamente enriquecido en productos secundarios tales como tocoferoles, fitoesteroles, tocotrienoles. La producción de estos productos secundarios valiosos a partir de dichos concentrados es posible bajo condiciones económicamente atractivas. Los alcanos adecuados son, por ejemplo, propano, butano, hexano, éter de petróleo, heptano, fracciones de heptano, octano, etc. Cuando el butano o propano se usa como solvente para la formación de dos fases, la presión en el recipiente de mezclado debe ser por lo menos correspondiente a la presión de vapor respectiva por lo que el butano o propano está presente en forma líquida. Los esteres adecuados son, en particular, acetatos, por ejemplo, acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo o una mezcla de los mismos.

En el procedimiento de conformidad con la invención, si la concentración de ácido graso libre en el material de partida que se va a tratar (aceite, grasa o condensado de vapor) es más de aproximadamente 50% en peso, la adición de alcanos generalmente se requiere que permanezca en dos fases para el sistema general (material de partida y medio de extracción). La adición de alcano y por lo tanto de éster, incluso a concentraciones de ácido graso libre altas en el mezclado de partida, asegura la formación de dos fases líquidas fácilmente manipulables, y por el medio de extracción usado de acuerdo con la invención, por una extracción de contracorriente, los extractos teniendo concentraciones de ácido graso libre altas se pueden obtener. La relación de solvente puede ser por lo tanto baja, lo cual tiene un efecto ventajoso sobre la eficiencia económica del procedimiento de acuerdo con la invención. Una modalidad del procedimiento de acuerdo con la invención se describe con más detalle con referencia a la única figura que muestra un diagrama de flujo de procedimiento. Por la línea 10, un producto de partida (aceite, grasa o destilado de vapor) es alimentado a una primera torre de extracción 12. En la torre de extracción 12 los ácidos grasos libres son extraídos en forma altamente selectiva desde el producto de partida con un medio de extracción que consiste en una mezcla de un compuesto de nitrógeno básico y agua. El medio de extracción comprende por lo menos de aproximadamente 20% en peso y cuando mucho 80% en peso del compuesto de nitrógeno orgánico (base orgánica). Las concentraciones aprobadas particularmente favorables del compuesto de nitrógeno básico son de aproximadamente 30 a 40% en peso. Pero la concentración del compuesto de nitrógeno también se puede escoger para que sea incluso más alta. El aceite o grasa liberado de los ácidos grasos libres es alimentado por una línea 14 a una torre de lavado 16 (torre de extracción), en la cual los residuos del compuesto de nitrógeno básico se lavan con agua o con solución acuosa que comprende un ácido, y deja la torre de lavado 16 como refinado R. La solución de lavado existente en la parte superior de la torre de lavado 16 es por una línea 18 es tratada después por destilación en una torre de destilación 20. Durante ésta, el agua y si es apropiado el ácido volátil (por ejemplo, ácido acético) disuelto en agua, se destilan hasta que el producto inferior de la torre de destilación 20 a alcanzado la composición del medio de extracción. Este producto inferior después se hace pasar a través de una línea 22 al ciclo de medio de extracción que se describe más adelante, mientras que el destilado de la torre de destilación 20 es alimentado como líquido de lavado por la línea 24 a la torre de lavado 16 antes mencionada. El medio de extracción que comprende los ácidos grasos libres y es recogido en la parte superior de la torre de extracción 12 es después alimentado la línea 26 a una segunda torre de destilación 28. El agua y el compuesto de nitrógeno básicos son producidos como un producto de la cabeza de destilación durante la destilación en la torre de destilación 28, mientras que el extracto que comprende los ácidos grasos libres extraídos y algo de aceite neutro es recogido como producto inferior de la torre de destilación 28 por la línea 30. El producto de la cabeza de destilación de la torre de destilación 28 es alimentado como medio de extracción a través de la línea 32 a la torre de extracción 12 en la cual tiene lugar la extracción de los ácidos grasos libres, lo que completa el ciclo de medio de extracción. La energía requerida para la destilación es alimentada en forma de calentamiento de vapor a través de la línea 34 y 36 a las torres de destilación 20 y 28. De esta manera, mediante extracción se produce un aceite o grasa de ácido libre como refinado y los ácidos grasos libres extraídos, que comprenden peñas cantidades de aceite neutro, se producen en un circuito cerrado de todos los auxiliares. No se forman corrientes de deshecho. Los productos secundarios, por ejemplo tocoferoles, tocotrienoles, carotenos, fitosteroles, colesteroles, etc., están presentes en el producto de partida permanecen en el refinado R. Un número de experimentos que se describen más adelante, se llevaron a cabo usando el procedimiento de acuerdo con la invención.

EJEMPLO 1 250 g de aceite que comprendía 95.5% en peso de aceite neutro, 4.2% en peso de ácidos grasos libres y 1.7% en peso de tocoferol se mezclaron con 100 g de 2-dimetilaminoetanol y 70 g de agua a 50°C por agitación. Después de interrumpir la operación de mezclado y separar las dos fases líquidas, las muestras se recogen de ambas fases y se analizan. La fase rica en medio de extracción comprendía, menos medio de extracción, 53.7% en peso de aceite neutro, 45.0% en peso de ácidos grasos libres y 0.3% en peso de tocoferol. La fase de refinado rica en aceite comprendía menos el medio de extracción, 98.2% en peso de aceite neutro, 0.05% en peso de ácidos grasos libres y 1.8% en peso de tocoferol.

EJEMPLO 2 200 g de un aceite que comprendía 5.5% en peso de ácidos grasos libres y 1.8% en peso de tocoferoles se mezcló a 50°C con 150 g de un medio de extracción que comprendía 40% en peso de agua y 60% en peso de 2-dimetilaminoetanol. Después de interrumpir la operación de mezclado y la separación de fase, una muestra se recogió de cada una de las dos fases líquidas coexistentes y se analizó. La fase de extracto tuvo una carga de 8.9% en peso. Menos el medio de extracción, el extracto consistió de 92% en peso de ácidos grasos libres, 0.3% en peso de tocoferoles y 7.7% en peso de glicéridos. La fase refinada comprendió, menos el medio de extracción, 0.05% en peso de ácidos grasos libres, 1.8% en peso de tocoferol y 98.2% en peso de glicéridos.

EJEMPLO 3 200 g de aceite que tenía 5.1 % en peso de ácidos grasos libres y 0.3% en peso de tocoferoles se mezclaron con un medio de extracción que consistía de 100 g de agua y 100 g de piridina a 60°C. Después de interrumpir la operación de mezclado y la separación de fases, una muestra se recogió de cada una de las dos fases líquidas coexistentes y se analizó. La fase de extracto tuvo una carga de 2.1 % en peso. Menos el medio de extracción, el extracto comprendió 20.8% en peso de ácidos grasos libres, 0.3% en peso de tocoferol y 95.8% en peso de glicéridos. El refinado comprendió menos el medio de extracción, 4.2% en peso de ácidos grasos libres, 0.3% en peso de tocoferoles y 95.1 % en peso de glicéridos.

EJEMPLO 4 151 g de un aceite que tenía una composición 4.3% en peso de ácidos grasos libres, y 1.4% en peso de tocoferol, 0.6% en peso de estigmaesterol y 93.7% en peso de aceite neutro se mezclaron a 50°C con 150 g de un medio de extracción que comprendía 60% en peso de 2-(dimetilamino)etanol y 40% en peso de agua. Después de terminar la operación de mezclado, se produjeron dos fases en el curso de aproximadamente 10 minutos. Después de eliminar una ligera turbidez por centrifugación, las muestras se recogieron de ambas fases y se analizaron. La fase extracto, menos el medio de extracción, tuvo la siguiente composición: 84% en peso de ácidos grasos libres, 0.5% en peso de tocoferol, 0.5% en peso de estigmasterol y 15% en peso de aceite neutro. El refinado comprendió 0.05% en peso de ácidos grasos libres, 1.4% en peso de tocoferol, 0.6% en peso de estigmaesterol y 97.95% en peso de aceite neutro. En el extracto quedaron 0.46% en peso de la cantidad inicial de aceite neutro.

EJEMPLO 5 300 g de aceite de palmera que tenían un contenido de 4.5% en peso de ácidos grasos libres, 0.4% en peso de tocóles, 0.15% en peso de estigmaesterol, 94.95% en peso de aceite neutro se mezclaron a 50°C con 42 g de un medio de extracción que comprendía un 60% en peso de 2-(dimetilamino) etanol y 40% en peso de agua. Después de terminado la operación de mezclado y la separación de fases, que duró aproximadamente 35 minutos, se recogieron muestras de ambas fases y se analizaron. El extracto comprendió, menos el medio de extracción, 40.0% en peso de ácidos grasos libres, 0.4% en peso de tocoferoles, 0.25% en peso de estigmaesterol y 59.35% en peso de aceite mineral. El refinado consistió, menos el medio de extracción, 0.3% en peso de ácidos grasos libres, 0.4% en peso de tocoferoles, 0.1 % en peso de estigmaesterol y 99.4% en peso de aceite mineral. 6% en peso de la cantidad inicial de aceite neutro estuvo presente en el extracto. La relación de solvente tuvo el valor bajo de 0.14.

EJEMPLO 6 100 g de aceite de palmera que contenía un contenido de ácidos grasos libres de 5.5% en peso se mezcló con 100 g de una mezcla de 30 g N,N-dimetilamino-etanol y 70 g de agua agitando a 60°C. Después de interrumpir la operación de mezclado, la separación de fases que tuvo lugar después de aproximadamente 3 minutos se esperó y se recogieron muestras de ambas fases líquidas coexistentes y se analizaron. El aceite de palmera (refinado) tuvo, menos el medio de extracción menos de 0.1 % en peso de ácidos grasos libres, El extracto comprendió, menos el medio de extracción, 77% en peso de ácidos grasos libres y 23% en peso de glicéridos (mono-, di- y triglicédidos; los últimos siendo el componente principal). Aproximadamente 1.2 g de glicéridos (aproximadamente 1.2% de la muestra pesada) se extrajo junto con los ácidos grasos libres.

EJEMPLO 7 100 g de aceite de palmera con 4.3% en peso de ácidos grasos libres se mezclaron a 80°C con una solución que consistió de 40% en peso de N,N-dimeilamino-etanol en agua mediante agitación. Después de separar las fases coexistentes, se recogieron muestras de cada una de las fases y se analizaron. El extracto comprendió, menos el medio de extracción, 67% en peso de ácidos grasos libres y 33% en peso de glicéridos (mono-, di- y triglicéridos). El refinado comprendió, menos el medio de extracción, menos de 0.1% de ácidos grasos libres. 2 g de glicéridos (2 g de la muestra pesada) estuvieron en el extracto. 1.9% en peso de N,N-dimetilamino-etanol se disolvieron en el refinado que se lavó con agua.

EJEMPLO 8 100 g de aceite de palmera que tenía un contenido de 4.2% en peso de ácidos grasos libres se extrajeron a 50°C con 100 g de una solución de 40% en peso de N-N-dimetilamino-etanol en agua. El extracto comprendió menos el medio de extracción, 75% en peso de ácidos grasos y 25% en peso de glicéridos. Además de 3.1 g de ácidos grasos, el extracto también comprendió 1 g de glicéridos (correspondiente a una pérdida de grasa de 1 %). El refinado tuvo 0.1% de ácidos grasos.

EJEMPLO 9 200 g de un destilado de vapor que comprendía 92% en peso de ácidos grasos libres y 0.19% de componentes secundarios (tocoferoles + tocotrienoles + fitoesterinas) se disolvieron en 400 g de fracción de heptano a 40°C. La solución se extrajo con 600 g de una solución de N.N-dimetilamino-etanol a 40% en agua a 40°C. Se obtuvieron dos fases coexistentes claras que se formaron dentro de unos minutos. El extracto (que se había disuelto en el medio de extracción) comprendió, menos el medio de extracción, 96% de ácidos grasos. El refinado comprende, menos el medio de extracción, 13.4 g de glicéridos, 0.7 g de ácidos grasos libres y 0.3 g de componentes secundarios (2% de tocoferoles + tocotrienoles + fitoesterinas).

EJEMPLO 10 En una planta de conformidad con la figura anexa, se alimentó aceite de palmera en la primera torre de extracción 12 a una velocidad de 30.0 kg/h. Puesto que el aceite de palmera comprendía 4.3% en peso de ácidos grasos libres, la alimentación a través de la línea 10 consistió de 29.71 kg/h de aceite neutro y 1.29 kg/h de ácidos grasos libres. En la torre de extracción 12, el aceite de palmera se llevó a contacto a 80°C con 30.0 kg/h de medio de extracción en contracorriente. El medio de extracción está compuesto de dimetilaminoetanol (DMAE) y agua en una relación de 1 :1. La corriente de refinado que dejó la torre 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 está compuesta 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 alimentó a la torre de lavado 16, en la cual se extrajo DMAE del mismo a 80°C con 15.0 kg/h de agua en contracorriente. La corriente de refinado se purificó dejando la torre de lavado 16 en 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 es equivalente a un aceite que contiene 0.00042% en peso de DMAE y menos de 0.00088% en peso de ácidos grasos libres. El agua de lavado dejó 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 torre de destilación 20 a 100 °C. Como producto de la cabeza de destilación, 15.0 kg/ de agua se recirculó a través de la línea 24 a la torre de lavado 16. El producto inferior tuvo 0.855 kg/h de agua y 0.855 kg/h de DMAE se combinó con la corriente de extracto con la torre de extracción 12 que fluía a través de la línea 26. La corriente de extracto de la torre de extracción 12 combinada con el producto inferior de la torre de destilación 20 se alimentó a la torre de destilación 28. El producto de la cabeza de destilación de la torre de destilación 28 de 15.0 kg/h de agua y 15.0 kg/h de DMAE se recirculó como medio de extracción a través de la línea 32 hacia la torre de extracción 12. Como producto inferior, 0.285 kg/h de aceite neutro y 1.264 kg/h de ácidos grasos libres dejaron la torre de destilación 28. El extracto por lo tanto consistió de 18.4% en peso de aceite neutro y 81.6% en peso de ácidos grasos libres. El ciclo de medio de extracción es por lo tanto cerrado y no hay problemas de eliminación de deshechos.

Claims (11)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 .- Un procedimiento para eliminar ácidos grasos libres de grasas o aceites de origen biológico extrayendo los ácidos grasos libres con una mezcla de compuestos de nitrógeno orgánico básico y agua como medio de extracción a una temperatura por abajo del punto de ebullición de los compuestos de nitrógeno orgánico, en donde el contenido de los compuestos de nitrógeno orgánico básico en el medio de extracción es por lo menos de aproximadamente 20% en peso y cuando mucho de aproximadamente 60% en peso, preferiblemente entre alrededor de 30% en peso y aproximadamente 40% en peso, y el punto de ebullición del compuesto(s) de nitrógeno orgánico básico usado es igual a o por arriba del punto de ebullición del agua y por abajo del punto de ebullición de los ácidos grasos que se van a extraer.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compuesto(s) de nitrógeno básico en la grasa o aceite refinado obtenido por extracción es extraído por medio de agua o soluciones acuosas de ácidos volátiles.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque cuando las grasas y aceites que tienen un contenido de ácido graso libre de aproximadamente 50% en peso o más están siendo desacidificados, se añaden y/o un éster, en particular un acetato, a los materiales de partida que van a ser desacidificados en una concentración que es suficiente para que el sistema de medio de extracción, alcano y material de salida se dividan en dos fases.

4.- Un procedimiento para eliminar ácidos grasos libres de destilados de vapor de grasas o aceites de origen biológico que tiene los pasos de: extraer los ácidos grasos libres con una mezcla de compuestos de nitrógeno orgánico básico y agua como medio de extracción a una temperatura por abajo de ebullición de los compuestos de nitrógeno orgánico, en donde el contenido de los compuestos de nitrógeno orgánico básico en el medio de extracción es por lo menos de aproximadamente 40% en peso y cuando mucho aproximadamente de 60% en peso, preferiblemente de aproximadamente 50% en peso o más y el punto de ebullición del compuesto(s) de nitrógeno orgánico básico usado es igual a o por arriba del punto de ebullición del agua y por abajo del punto de ebullición de los ácidos grasos que se van a extraer y añadir de 1 a 4 partes, preferiblemente de 2 a 4 partes, de alcano y/o de un éster, en particular un acetato, a una parte de la mezcla homogénea líquida obtenida en el paso de extracción.

5.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado además porque el compuesto(s) de nitrógeno básico en la fase de alcano y/o fase de éster es/son extraídos por medio de agua o soluciones acuosas de ácidos volátiles.

6.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 2 ó 5, caracterizado además porque el compuesto(s) de nitrógeno orgánico disuelto en el agua o la solución acuosa de ácidos volátiles después del paso de extracción es/son separados por destilación.

7.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada además porque el alcano usado es propano, butano, pentano, hexano, heptano, fracción de heptano, octano o una mezcla de los mismos.

8.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizada además porque el éster usado es acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo o una mezcla de los mismos.

9.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque los ácidos grasos extraídos se separan del medio de extracción por destilación a presión atmosférica o presión reducida del medio de extracción que comprende los ácidos grasos.

10.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el compuesto de nitrógeno orgánico básico usado es aminas terciarias.

11.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el compuesto de nitrógeno orgánico básico usado es 2-dimetilaminoetanol, 2-metilaminodietanol, 4-metilmorfolina, 2-düsopropilaminoetanol, 2-dibutil-aminoetanol, 3-dimetilaminopropanol, 1-dimetilamino-2-propanol, 2-dimetilaminoetanol, 2-metilamino-1 -butanol, 2-(metiletilamino)etanol, 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 estos compuestos.