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09/11/2008

Informes Técnicos

 

Extracción de aceite de soja por solvente

Extracción de aceite de soja por solvente

Se realizó una visita a la planta aceitera de AFA Los Cardos en la Provincia de Santa Fe...

 
 



Es una Cooperativa ubicada en Los Cardos, Santa Fe. La aceitera comenzó a funcionar en el año 1993, tiene una capacidad de molienda de 500 TN por día realizando la extracción de aceite de soja por solvente (hexano) y un desgomado por Centrifugado.

En la actualidad en AFA Los Cardos logran extraer un 19.3 % de aceite, el resto es harina con un 1.5 a 2 % de materia grasa, un 41 % de proteína y un 12 % de Humedad, que luego de 45 a 60 días puede llegar a tener problemas de enrranciamiento. El Pellet lo venden en su totalidad en el mercado interno a un precio de $/tn 700, si lo exportarían el valor seria U$S/tn 300 – 32 % de Derecho de Exportación, por tal motivo les conviene el mercado interno.

También tienen la posibilidad de hacer un pellet de mayor % proteico (Pellet de Alta) 46 a 47 % de proteína, la principal diferencia radica en que la soja es descascarada (se le quita el tegumento) antes del proceso de extracción; motivo por el cual se concentra la proteína. Este pellet tiene un mejor precio de venta, pero también el proceso industrial de obtención es más costoso.

Según comento el Sr. Zapico, Gerente de la firma, la tendencia va hacia las harinas de alta. A su vez muelen a fazón en Dreyfus y en Cargill 400 mil TN al año, en este caso con el aceite hacen Biocombustibles (Biodiesel) y el Pellet que obtienen es en su totalidad de alta (46 a 47% PB). Cuando descascaran la semilla de soja (tegumentos), la cascara la pelletean y la venden para alimentación animal.

El aceite crudo tiene un valor actual de U$S/tn 920 – 32 % de Derecho de Exportación, el costo por TN de soja procesada es de U$S 40.

Desde el año 2004 la cooperativa cuenta con una planta Refinadora de aceite crudo, por tal motivo todo el aceite que sale es Refinado, el mismo tiene un sobreprecio de U$S/tn 100 dólares respecto al crudo, el costo del refinado es de U$S/tn 50. A su vez brindan el servicio de refinado a terceros a un costo de U$S/tn 120. La planta de refinado tiene una capacidad de 100 TN/día y piensan aumentar la capacidad de procesado a 150 TN/día.

A la goma (fosfátidos que se obtienen del desgomado por centrifugado) en la actualidad la agregan al Pellet, pero en el corto plazo comenzaran a procesarla (secarla) para obtener "lecitina de soja", que tiene un valor de U$S 750 TN. Calculan que pueden producir 3 TN/día.

Proceso de extracción:

La planta tiene una capacidad de procesamiento de 500 tn de soja por día. De las cuales extrae un 19,3% de aceite y un 80,7% de pellet.

Están trabajando con soja que contiene un 20,5-21% de aceite y un 33-33,5% de proteína. Y obtienen un pellet con 42% de proteína y 1,5 - 2% de aceite con un 12% de humedad. Estos valores son sin descascarar, aunque tienen la capacidad de hacerlo. Descascarando y secando han obtenido pellet con 47% de proteína y 11% de humedad, que es lo que demanda el mercado externo.

La semilla de soja a ser procesada debe estar limpia y con una humedad ideal de 10,5-11%. En esta planta de A.F.A la semilla que entra al proceso de extracción, lo hace con las condiciones de comercialización. Es decir, tiene un zarandeo previo y una humedad máxima de 13,5%. Zapico comento que no es conveniente que tenga menos de 9%, porque se muele demasiado; dificultando el proceso de laminado.

Las semillas limpias son quebradas utilizando rolos dentados y reducidas a partículas de 1/8 del tamaño original, para facilitar la operación del laminado.

Luego se somete a los granos quebrados a un proceso de cocinado que se realiza calentándolos a una temperatura de entre 50-70 ºC, utilizando calor de vapor de agua sin que este los toque. El calentado antes del laminado reduce el consumo de energía en el mismo. Además se inactivan la mayoría de las enzimas a excepción de la ureasa y la antitripsina.

Una vez quebrado y cocinado, el grano de soja, pasa por las laminadoras en donde se modifica su forma a la de una lamina de pequeño espesor (0,25-0,35mm). La principal función del laminado es romper los vacuolos que contienen aceite para luego facilitar el proceso de extracción.

A continuación las láminas entran al expander donde son calentadas a vapor y se hacen pasar a través de una matriz para transformarlas en cartuchos (collets), con una estructura porosa que facilita luego el pasaje del solvente utilizado en la extracción. Según manifestó Zapico, sin expandido queda más fosforo en el aceite y cuesta más desgomar. Por lo que habría que utilizar más agua. Operando con expander se tienen las siguientes ventajas: aumento de la capacidad de producción, mayor drenaje de solvente, extracción más eficiente de la grasa en el extractor, menor retención de solvente y por consiguiente menor consumo de vapor en la extracción.

El material ya expandido y con una temperatura cercana a los 60 ºC ingresa al extractor. En el mismo se realiza un lavado del material con un solvente (hexano) que diluye el aceite arrastrándolo y dejando la harina desengrasada (1.5 lts. de hexano por TN de grano). Del extractor sale por un lado harina desengrasada mojada en solvente, y por otro lado una mescla de aceite y solvente que se llama miscela. La harina tiene un resto de 25% de solvente. Y la miscela tiene una proporción de 25% de aceite y un 75% de solvente.

Para extraer el solvente que queda en la harina y desactivar las enzimas ureasas que esta posee, se procede a realizar un desolventizado y tostado de la harina. Estas operaciones se llevan a cabo en un equipo llamado "DT", que es el principal consumidor de energía de la planta. La harina sale con una temperatura de 100 ºC y una humedad de 17-18% debido a la utilización del vapor. El solvente extraído en forma de vapor se recicla y utiliza nuevamente para otro ciclo de extracción. La cantidad de solvente remanente en la harina luego de este proceso es de 20-30 ppm, siendo que la tolerancia es de 500 ppm .

Una vez finalizado el proceso de desolventizado de la harina, la misma pasa por una granuladora. La cual tiene por función darle una forma de granulo de un tamaño aproximado de 15mm de diámetro por 20mm de largo, que es una forma adecuada para su almacenaje y transporte. Para esto se comprime la harina haciéndola pasar por orificios cónicos que le dan la forma a los gránulos.

Luego se procede al secado y enfriado del pellet; para esto se hace circular una corriente de aire caliente para provocar el descenso de la humedad hasta 13% más o menos. Luego con aire frío se hace descender la temperatura para evitar posibles condensaciones de humedad. De esta manera el pellet está listo para ser almacenado. El cual no puede ser por mucho tiempo por los posibles problemas de enrranciamiento (no más de 2 meses).

En tanto que la miscela pasa a un proceso de destilación, mediante el cual se separa el aceite del solvente. En este proceso se calienta la miscela a temperaturas superiores al punto de evaporación del solvente en presencia de vacío, entonces el solvente se evapora dejando el aceite libre de este. El solvente en estado de vapor se enfría luego volviéndolo al estado líquido, formándose un circuito cerrado en el que el solvente es usado para otro ciclo de extracción. La tolerancia de residuos de solvente en el aceite, para su comercialización, es de 200 ppm. Y según lo manifestado por Zapico el solvente presente en el aceite luego de la destilación es de 80 ppm.

El aceite destilado lleva en su masa algunos elementos que son indeseables y que dificultan su almacenaje y posterior utilización. Estos elementos son derivados del fosforo, llamados fosfátidos, que tienen la particularidad de combinarse con el agua formando compuestos de gruesa viscosidad. Esta propiedad se usa para efectuar su separación (desgomado): se agrega al aceite un 2% de agua y en algunos casos algo de ácido cítrico, luego esta emulsión se hace pasar por una clarificadora centrífuga que separa los compuestos de alta densidad (gomas) del aceite. El costo de una Centrifuga nueva es de U$S 80.000, pero se consiguen buenas usadas a U$S 20.000. El Sr. Zapico hizo mucho hincapié en el tema del desgomado y comento que muchas empresas que realizan éste proceso por decantación no siempre logran un buen desgomado quedando fuera de la tolerancia, recibiendo severos castigos en la comercialización.

Por el momento en esta aceitera, las gomas que obtienen se la agregan al pellet. Pero como ya se mencionara antes, están construyendo una planta para obtener lecitina, la cual según lo manifestado por Zapico va a exportación.

El aceite desgomado que se obtiene es almacenado en tanques y pasa a la planta de refinado (no se vende aceite crudo desgomado).

Durante el proceso de refinado el aceite pasa por las siguientes etapas:

Neutralización

Decoloración

Desodorización

Neutralización: en esta etapa el aceite previamente calentado es tratado con una solución alcalina (soda cáustica), para bajar los niveles de acidez y la oxidabilidad de los aceites. Esto se logra eliminado los ácidos grasos libres.

Decoloración: una vez neutralizado se procede al decolorado o blanqueado del aceite. Para esto el aceite es tratado con arcillas decolorantes donde se elimina la clorofila y los pigmentos carotenoides, hasta ajustar los colores a las especificaciones de calidad.

Desodorización: este proceso se realiza para eliminar sustancias como aldehídos y cetonas que causan olores desagradables. Esto lo logran tratando el aceite a altas temperaturas (240-250 ºC) en columna de vacío y con un arrastre de vapor de agua. Hay que evitar tratamientos prolongados ya que hay peligro de originar una polimerización.

El aceite una vez refinado es vendido a distintas embazadoras que lo venden para consumo. Según lo manifestado por la coop. el paso siguiente sería poseer una embazadora y una marca con la cual llegar directo al consumidor. Aunque esto presenta algunas dificultades en cuanto a poder competir con marcas que ya están instaladas en el mercado y son muy conocidas por la gente. Según lo manifestado la idea sería comprar alguna marca ya conocida.

Dentro de los costos de operación para procesar una tonelada de soja tendrían un consumo de 70 KW/hora, 35 kg de combustible (FUEL OIL), 800 Lts. de agua y 0,67 hs. hombre de mano de obra. Lo comentado por Zapico es que el costo rondaría los 40 U$s/tn, todo incluido.

Tanto la planta de extracción como la refinería cuentan con un total de 42 obreros, 30 en la planta de extracción y 12 en la refinería. Divididos en 4 turnos, 3 grupos por día y un grupo que cubre los francos.

En cuanto al mantenimiento de la planta, esta se para una vez al año durante 25-30 días y se hacen todas las reparaciones necesarias. El resto del año trabaja sin interrupciones.

Caso 1: Extracción de aceite de soja por solvente. Visita a la Cooperativa Agrícola Ganadera de La Porteña.

El proyecto data del 2003, pero empezó a funcionar el 2 abril de 2008. La planta está constituida con máquinas reacondicionadas a nuevas, marca Fabrimaq (Rosario). Las mismas costaron U$s 400.000, aunque el proyecto finalmente se llevo U$s 1.000.000 (galpón, silos de almacenaje, etc.) Esta planta tiene capacidad para procesar 100 tn/d, según las especificaciones del fabricante, aunque actualmente están procesando 70 tn/d.

La soja que procesan ingresa con un 10,5-11% de humedad y lo mas limpia posible, previo zarandeo en la planta de acopio. Por tonelada de soja procesada logran obtener 13% de aceite y 83% de expeller. El expeller sale del proceso de extracción con un 42% de proteína, 7,5% de aceite y 3,5% de humedad. Considerando que la humedad de comercialización del expeler es 12 % podríamos decir que esta perdiendo dinero ya que podría agregar agua y aumentar la humedad de 3.5 % a 12 %. Sin embargo la Cooperativa prioriza a los asociados y por tal motivo entregan un expeler con una humedad mas baja, ya que esto asegura una mayor conservación del mismo.

Proceso Industrial:

La semilla de soja pasa por la quebradora, de ahí se dirige a la laminadora y luego ingresa en un primer proceso de cocinado. En el mismo la soja alcanza una temperatura de 117-118 ºC. Si bien el cocinado es necesario para desactivar la soja, este paso debería durar el menor tiempo posible ya que el exponer al grano por un tiempo mayor al necesario podría provocar una desnaturalización de proteínas. Una vez cocinada la soja ingresa al primer prensado; de este paso sale aceite que se dirige a un Borrero donde se le sacan los impurezas más grandes, luego se acumula en un tanque de unos 2000 lts.

Cuando este tanque se llena se hace pasar el aceite por un filtro y de ahí se dirige al tanque de decantación. El expeller de soja que sale del primer prensado es vuelto a cocinar para terminar de desactivar las enzimas ureasas e ingresa al segundo prensado. El cual es realizado por 2 prensas más chicas que la primera. En esta sección tienen 4 prensas pero trabajan con 2.

El aceite extraído en el segundo prensado se dirige al Borrero y el expeller va a una enfriadora y luego a los silos de almacenamiento. Tienen pensado incorporar una granuladora para mejorar el manipuleo del expeller.

El desgomado lo realizan por decantación, mezclando el aceite con 1,8% de agua (los fosfátidos en presencia de agua decantan por su mayor peso) y luego de 24 horas pasan el aceite a un segundo tanque donde le extraen la humedad y de ahí se dirige a los tanques de almacenamiento (3 tanques de 50 Tn. Cada uno).

Según lo manifestado por el responsable de la planta el aceite sale del proceso de desgomado con 70 ppm de fósforo (tolerancia máxima 200 ppm). La goma que se extrae del proceso la incorporan en el expeller.

El aceite crudo desgomado por decantación lo venden a una refinería, "Oleos del Centro", o a exportadores. Y en la actualidad obtienen un precio de U$s/tn 530 en destino. En cuanto al expeller lo venden a productores de la zona, en este momento obtienen un sobreprecio de 3 puntos sobre el precio de pizarra.

Tienen un costo de producción de $/tn 72, de los cuales $32 son de gas y $8 son de electricidad. El consumo de gas aproximado es de 991 kg/d con un costo de $/kg 2,26; y el consumo de electricidad es de 80.000 Kw/mes con un costo aproximado de $/Kw 0,21.

 

Fuente: Ing. Agr. Lisandro Errasquin, Ing. Agr. Juan Trossero, Ing. Agr. Nicolás Sosa



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