extraccion de aceite
DESCRIPTION
sTRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
U.E.P. "DR. RAFAEL ANDREANI PIERETTI"
EL TIGRE, ESTADO ANZOATEGUI
EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE MANGO
UTILIZANDO SOLVENTES ORGÁNICOS
Asesor: Prof. José Angel Morales
Autores:
Angel Rojas
Luisana Marín
Yolfre Oropeza
EL TIGRE, MAYO DE 2010
EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE MANGO
UTILIZANDO SOLVENTES ORGÁNICOS
Asesor: Prof. José Angel Morales
Autores:
Angel Rojas
Luisana Marín
Yolfre Oropeza
EL TIGRE, MAYO DE 2010
ÍNDICE GENERAL
Pág.
RESUMEN .............................................................................................. VI
INTRODUCCIÓN ................................................................................... 01
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Planteamiento del Problema ................................................................ 02
Justificación de la Investigación ......................................................... 03
Objetivos de la Investigación .............................................................. 04
Hipótesis ............................................................................................. 05
Limitaciones ....................................................................................... 05
CAPITULO II: FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Antecedentes de la investigación ........................................................ 06
Bases teóricas del estudio ................................................................... 07
CAPÍTULO III: METODOLOGÍA EMPLEADA.
Tipo de Investigación .......................................................................... 20
Metodología Empleada ........................................................................ 20
Materia Prima ................................................................................. 20
Tratamiento de la Materia Prima ..................................................... 21
Solvente Utilizado .......................................................................... 21
Técnica Utilizada ............................................................................ 22
Prototipos ............................................................................................ 24
Pág
CAPITULO IV: RESULTADOS OBTENIDOS .
Resultados .......................................................................................... 26
CAPITULO V: DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
Discusión de Resultados ...................................................................... 27
CONCLUSIONES ................................................................................... 29
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 30
ANEXOS ................................................................................................. 31
VI
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
U.E.P. "DR. RAFAEL ANDREANI PIERETTI"
EL TIGRE, ESTADO ANZOATEGUI
EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE MANGO
UTILIZANDO SOLVENTES ORGÁNICOS
Autores:
Angel Rojas
Luisana Marín
Yolfre Oropeza
José Angel Morales
Año: 2010
RESUMEN
La almendra de la semilla del mango contiene cantidades altas de materia
grasa, y el aceite extraído podría utilizarse como sustituto de los que actualmente
proporciona el mercado, debido a que se trata de un producto alimenticio de gran
valor nutritivo, además de estar aprovechando un recurso que hasta ahora se ha
desechado y que constituye una fracción de la basura orgánica generada por las
comunidades venezolanas. El objetivo de esta investigación consiste en diseñar un
proceso de extracción que permita obtener aceite de la semilla del mango utilizando
solventes orgánicos (acetona-etanol 1:1), desarrollando así nuevas tecnologías que
permitan obtener productos utilizables de materiales considerados como desechos. En
el diseño del proceso de extracción se tuvo en cuenta la elección del solvente
adecuado, realizándose diferentes extracciones a temperatura ambiente con varios
solventes, resultando la mezcla acetona-etanol (1:1) como la más adecuada para
utilizar en el sistema con un rendimiento de 16%. Es importante destacar que la
temperatura aumenta el grado de solubilidad de cualquier sustancia, es por ello que se
utilizó la técnica de reflujo en la extracción de la materia grasa, ya que la muestra en
este caso semilla de mango, esta siempre en contacto con porciones de solvente puro,
destacando a su vez la adición de tintura de yodo, que forma un complejo con el acido
graso que no es soluble en el solvente utilizado, facilitando así la extracción del
mismo. En comparación con el método a bajas temperaturas, el cambio fue notable ya
que el rendimiento de la extracción fue de un 21%, es decir, 63 g de material cuya
pureza es de un 93%, teniendo en cuenta que al oler el producto resultante se puede
notar la presencia de solvente lo que disminuye este valor.
1
INTROUDCCIÓN
La República Bolivariana de Venezuela es un país agrícola, con
diversidad de cultivos, entre los cuales se encuentra el mango (Mangifera
Indica) del cual existen diferentes variedades. La mayoría de la producción
nacional de este rubro se consume como fruta fresca y solo una pequeña parte
se aprovecha para la extracción de jugos o la fabricación de conserva,
utilizándose en ambos casos únicamente la pulpa y se desechan las semillas
(que constituyen entre el 15% y el 25 % de la masa total de la fruta).
Actualmente se están estudiando alternativas para el uso del bagazo,
hueso y la piel, ya que tiene varios constituyentes de interés como su alto
contenido de aceite, minerales, fibra, vitaminas, carbohidratos y proteínas.
Varias investigaciones demuestran que el aceite de la semilla del mango puede
ser considerado como potencialmente comestible, pudiendo además sustituir al
sebo y a la manteca de cacao en sus diferentes usos debido a su composición
química, lo cual lo coloca como una alternativa en el uso de aceite comestibles.
En este sentido el objetivo de esta investigación consiste en diseñar un
proceso de extracción que permita obtener aceite de la semilla del mango, con
lo cual se exploran nuevas tecnologías que permitan el aprovechamiento de la
semilla de este fruto en la elaboración de diferentes productos aplicados a la
alimentación humana o a la actividad industrial, evitando las importaciones al
desarrollar la producción nacional de aceites vegetales.
2
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La creciente demanda en el consumo de aceites vegetales y sus
derivados, tales como aceites y margarinas, a nivel nacional ha provocado que
la República Bolivariana de Venezuela se vea en la necesidad de importar la
materia prima para satisfacer los requerimientos de la población, aspecto que
en la actualidad se ve afectado por la difícil situación económica que vive la
nación. En este sentido, reviste de interés la búsqueda y explotación de fuentes
oleaginosas nacionales no convencionales dentro de la inmensidad de recursos
agroalimentarios con que cuenta el país.
Una Solución factible a esta problemática esta representada en la
extracción de aceite Mango (Mangifera Indica) que contienen en su interior
almendras que son altamente oleaginosas, es decir, se puede obtener aceite
vegetal a partir de un procedimiento de extracción adecuado, además la
refinación de éste lo hace un aceite más estable, aprovechándose así el posible
valor agregado que se podría obtener de la semilla.
El mango se ha utilizado tradicionalmente para producir néctares, jugos,
conservas, mermeladas, jaleas, purés, encurtidos, bebidas, entre otros
productos; procesos en los cuales las semillas de esta fruta son desperdicio y en
los actuales momentos, las empresas procesadoras de frutas desechan cada vez
3
mayores cantidades de materia orgánica que no es aprovechada, debido a que
dichas organizaciones dirigen su mayor esfuerzo hacia el aprovechamiento de
la pulpa para la realización de productos alimenticios de mayor valor agregado.
Es importante destacar que el Municipio Simón Rodríguez es una
potencia nacional en producción de esta fruta, por lo cual sumado a las
situaciones anteriores del desaprovechamiento se puede agregar el gran
desperdicio de este rubro en la localidad, producto del poco conocimiento que
tiene la población de las propiedades nutricionales de la fruta.
En este sentido, el aprovechamiento de estos desechos orgánicos
representa un reto para aportar nuevas ideas en la elaboración de productos con
un alto valor nutritivo a un bajo costo, que puedan ser utilizados para consumo
humano y de uso industrial. Por estos motivos se en la presente investigación
se plantea como problema la “Extracción de aceite de la Semilla de Mango
(Mangifera Indica) mediante la utilización de una Mezcla de solventes
orgánicos (Acetona-Etanol)
JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
La investigación en alimentos en estas épocas se ha vuelto muy
importante, sobre todo en el ramo del desarrollo de nuevos productos, y más
atención tienen los que surgen del aprovechamiento de “residuos” de materias
primas, ya que ahora el darle valor agregado a ellos, reditúa en la obtención de
ganancias en las industrias que en cierto momento veían que el confinamiento
les costaba más y provocaba severos problemas de contaminación, además
4
debido a la legislación y a razones ambientales, la industria se ve cada vez más
forzada a encontrar alternativas de uso de sus residuos materiales; esto se da
por lo general en las industrias procesadoras de alimentos, como por ejemplo
las que manejan vegetales y frutas.
Los residuos vegetales contienen importantes cantidades de compuestos
potencialmente interesantes. La recuperación de ellos es ahora una elegante vía
para la reutilización de diversos grupos de subproductos y en la última década
el interés en alternativas de uso ha aumentado drásticamente. Más allá de los
crecientes costos de disposición, el interés económico también ha aparecido.
En la industria procesadora de frutos, en particular el mango es el que provoca
un mayor interés, debido al alto porcentaje de residuos que se obtienen de él y
de los subproductos que pueden ser obtenidos de ellos.
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN:
GENERAL:
Diseñar un proceso de extracción del aceite de la semilla del mango
(mangifera Indica) con el uso de solventes orgánicos (etanol-acetona).
ESPECÍFICOS:
Describir los principales métodos utilizados para la extracción de aceites
de semillas oleaginosas.
Diagramar el proceso empleado para la extracción del aceite de mango
mediante el uso de solventes orgánicos.
5
Seleccionar el solvente orgánico más adecuado para utilizar para la
extracción del ácido graso.
Extraer aceite de la semilla del mango utilizando solventes orgánicos y la
técnica de reflujo.
HIPÓTESIS FORMULADA:
Es posible extraer aceite de la semilla del mango mediante el uso de
solventes orgánicos a partir de datos de laboratorio, para su posterior uso en el
ámbito industrial.
LIMITACIONES
Entre las restricciones que impiden un estudio más profundo de esta
investigación, destaca la falta de equipos tecnológicos destinados a la medición
de las propiedades químicas de los analitos y productos químicos obtenidos,
por lo que no se tendrá una cifra exacta de la pureza de las muestra alcanzada,
aumentando así el porcentaje de error en el estudio, debido a que se utilizaran
métodos de medición manual en donde la vista es el factor principal para la
comprobación.
6
CAPITULO II
FUNDAMENTOS TEÓRICOS QUE SUSTENTAN EL ESTUDIO
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN:
Al efectuarse una revisión a la literatura acerca de este tópico, se puede
constatar que se han realizado pocos estudios sobre la utilización de la
almendra de la semilla del mango para la producción de aceites. Los Autores
Francisco Álvarez Correa, Dr. Cecilio Álvarez Toledano y Dra. Ma. Andrea
Trejo Márquez en el año 2009, elaboraron un estudio cuyo objetivo principal
es la elaboración de un proceso de extracción, optimización y caracterización
del aceite de la semilla de mango para su aplicación como sustituto de manteca
de cacao.
Donde se pudo concluir de acuerdo al estudio realizado que el mango es
una muy buena opción para obtener varios subproductos a partir de los
residuos materiales que genera su proceso, tal es el caso del aceite extraído de
su semilla como se trató en el trabajo de investigación. El mejor método de
extracción del aceite de la semilla de mango es el de Sonicación (SN) y
utilizando un tamaño de partícula de 0.25mm por 3 hrs, debido a que es más
rentable por el ahorro de tiempo, energía y cantidad de solvente en
comparación con el método Soxhlet (SX), optimizando así el proceso de
extracción del aceite de la semilla de mango.
7
Alberto Mieres-Pitre, Gian Franco Santangelo y Carla González en el
año 2008, realizaron un estudio sobre la refinación del aceite crudo de durazno
(Prunus Pérsica) y su caracterización, donde se pudo establecer que los
factores tiempo de extracción, tamaño de partícula así como también la
interacción tiempo de extracción-tamaño influyen sobre el porcentaje de aceite
extraído utilizando hexano como solvente.
El mayor porcentaje de aceite extraído con hexano, se obtiene con una
masa de almendra de 5 gramos, un tiempo de extracción de 3 horas y un
tamaño de partícula de 0,7112 mm. Tanto el aceite obtenido en la etapa de
extracción como el refinado son fuentes de ácidos grasos monoinsaturados y se
encuentran en mayor proporción que los ácidos grasos poliinsaturados. El bajo
contenido en el índice de peróxido y de acidez libre presentes en el aceite
refinado, evidencia la estabilidad que puede tener el aceite debido a la alta
resistencia a la oxidación. La concentración óptima de lejía que se logró en el
proceso de neutralizado del aceite crudo es de 12 grados Baumé. El porcentaje
de tierras lanqueantes adecuada para el proceso de blanqueado es de 1,5% en
peso.
BASES TEÓRICAS
1.- Aceites:
Los aceites de origen vegetal o animal son triglicéridos ya que la
glicerina se eterifica en sus 3 posiciones con ácidos grasos. La glicerina es un
alcohol glicerol cuyos carbonos están sustituidos por tres grupos oxidrilos
(propanodiol). Los ácidos grasos son cadenas hidrocarbonadas con grupos
8
carboxilo (COOH) en el extremo de la cadena lineal, pueden ser saturados o
insaturados.
2.- Aceites Vegetales:
El aceite vegetal es un compuesto orgánico obtenido a partir de semillas
u otras partes de las plantas en cuyos tejidos se acumula como fuente de
energía. Entre los más usados están el de: soja, palma, girasol, sésamo,
cacahuete, palma, oliva y canola. Muchos son consumidos directamente o
usados como ingredientes en las comidas, pero no todos son comestibles
(como el aceite de castor o algodón).
3.- Diferentes tipos de Aceites Vegetales
En ellos abunda la grasa poliinsaturada (especialmente, ácido linoleico
y, en ciertos aceites, linolénico; este último similar a la grasa del pescado azul).
Los ácidos linoléico y linolénico son esenciales, han de incluirse cada día en la
alimentación ya que el organismo no los puede producir por sí solo.
Los distintos tipos de aceites vegetales más comunes que se pueden ser
extraído sea de la semilla o del fruto son los siguientes:
3.1 Aceite de Coco y de Palma: Estos aceites son ricos en grasa saturada
que abundan en los alimentos de origen animal, su consumo frecuente se
relaciona con el aumento de los niveles de colesterol en sangre y por tanto, no
poseen el efecto cardioprotector de los otros aceites. Son menos saludables que
9
cualesquiera otros aceites convencionales y generalmente se emplean en la
elaboración de productos de bollería industrial y en frituras de productos tipo
snacks.
3.2 Aceite de Colza o nabina, aceite de Cártamo, aceite de Sésamo y
aceite de Arroz: Se obtienen de la semilla y son muy ricos en ácidos grasos
linoléicos insaturados. Este grupo es el menos utilizado en nuestro país, pero
de óptima calidad nutricional y de muy bajo costo, cosa que hace actualmente
tenerlos muy en cuenta.
3.3 Aceite de Germen de Trigo: Es rico en vitamina A, E y ácidos
grasos polisaturados. Además, es muy rico en un precursor de la vitamina D.
Por todo esto, no sólo es excelente para ingerirlo, sino también para aplicarlo
externamente sobre la piel en casos de eccemas, sequedad, caída del cabello o
heridas.
3.4 Aceite de Girasol: Después del aceite de cártamo es el más rico en
ácido linoleico y después del de germen de trigo, lo es también en vitamina E.
Es el aceite extraído de las pipas de girasol. Es un aceite ideal para aliñar
ensaladas u otros platos. Es un buen aceite anti-colesterol por el tipo de grasas
que contiene y porque es rico en vitamina E. Es uno de los mas comunes y
probablemente mas utilizados,
3.5 Aceite de Nuez: se obtiene por presión en frío y no precisa refinado.
Es el más rico en ácido linolénico. Se oxida y enrancia con mucha facilidad. Es
un aceite de un sabor muy agradable. Se debe usar crudo. Es un aceite muy
10
rico también en vitamina E y en ácidos grasos polisaturados. Es un excelente
anticolesterol, y además sirve para lubricar las cuerdas de tripa natural de las
raquetas de tenis prolongando su efímera vida útil. Desde la antigüedad, se ha
utilizado como antiparasitario intestinal y una vez enranciado, se ha usado
como purgante.
3.6 Aceite de Maíz: El aceite de germen de maíz es muy recomendable
para aderezar ensaladas y preparar salsa mayonesa. Como ya sabemos, se
utiliza también para preparar margarinas. Es un aceite muy interesante porque
es muy rico en vitamina E, por lo que está recomendado en enfermedades
circulatorias o vasculares, en enfermedades neurológicas y en la esterilidad. No
olvidemos tampoco su importancia en caso de tener alto el colesterol.
3.7 Aceite de Maní: Es un aceite vegetal preparado ya sea mediante
cocción de los cacahuetes (Arachis hypogaea) o mediante su extracción en una
prensa hidráulica. Este aceite es de color muy claro y su idoneidad para
aguantar altas temperaturas le convierte en aceite ideal en la cocina como
aceite de freír. Tiene un sabor suave que le hace apropiado para elaborar
ensaladas, mahonesas y vinagretas.
3.8 Aceite de Oliva: Es un aceite vegetal de uso principalmente culinario
que se extrae del fruto recién recolectado del olivo (Olea europaea)
denominada oliva o aceituna. Casi la tercera parte de la pulpa de la aceituna es
aceite, es por esta razón por la que desde muy antiguo se ha extraído
fácilmente su aceite con una simple presión ejercida por un primitivo molino
11
(almazara). Su uso es fundamentalmente culinario, pero se ha empleado con
propósitos cosméticos, así como cotidianos en las lámparas de aceite.
3.9 Aceite de sésamo: de sabor y aroma muy agradables, contiene igual
proporción de ácido oleico (monoinsaturado) y linoléico (poliinsaturado). No
precisa refinado, contiene un antioxidante natural, sésamo, que lo hace muy
estable y resistente a la oxidación, por lo que soporta varios años sin
enranciarse. Proviene del Medio Oriente e India. Su duración es longeva y es
un gran reductor del colesterol puesto que es muy rico en lecitina.
3.10 Aceite de Soja: de sabor neutro, es rico en grasas poliinsaturadas,
especialmente en ácido linolénico. Es un aceite especial, junto con el germen
de trigo. Es riquísimo en vitamina A y en vitamina E.
4.- Aceite de Mango
Es un aceite obtenido mediante la extracción del hueso de la fruta
(Mangifera indica), es semisólido a temperatura ambiente, pero se derrite al
contacto con la piel, por lo que es atractivo para la elaboración de cremas,
bálsamos solares, productos para el cabello y otros productos hidratantes.
5.- Características principales del Aceite de Mango
Nombre botánico: Mangifera indica.
Lugar de Obtención: Semilla, nuez o almendra de la fruta.
12
Color: variación del blanco al amarillo.
Olor: Muy poco grasos
Ácidos grasos libres: 0.10%
Peróxido de valor: 0.7
No Saponificables: 0,7%
Valor de saponificación: 191.1%
Índice de yodo: 47.75%
Punto de fusión: 27 ºC
Ácidos Grasos:
o Oleico: 42,9%
o Palmítico: 6,9%
o Linoleico: 3%
o Esteárico: 41,7%
6.- Beneficios del Aceite de Mango:
El aceite de Mango tiene propiedades emolientes naturales, alta
capacidad de oxidación, la cicatrización de heridas, y la actividad regenerativa
debido a su alta cantidad de ácidos grasos. Se ha utilizado tradicionalmente en
las selvas y los trópicos por su suavizar la piel, calmante, hidratante y
propiedades de protección y para restablecer la flexibilidad y reducir la
degeneración de las células de la piel. Tiene un efecto protector contra la
radiación UV.
13
7.- Métodos de extracción de aceites más utilizados en la Industria
Alimenticia:
Las semillas oleaginosas deben ser limpiadas y descascaradas
previamente. Después son troceadas y molidas antes de la extracción de su
aceite por cualquiera de los dos sistemas citados a continuación:
7.1 Extracción Mecánica:
Las semillas molidas pasan a un acondicionador para obtener un
producto homogéneo que pasa a la prensa de tornillo donde a elevadas
presiones y en un solo paso se procede a la separación del aceite de la torta
proteínica. El aceite obtenido es limpiado de impurezas groseras en un tamiz
vibratorio. Gracias al sistema de vibraciones no es necesario parar para limpiar
el tamiz, ya que las impurezas no se pegan a la superficie del tamizado. El
abrillantamiento y limpieza final del aceite se llevan a cabo en el filtro, con lo
que tenemos así un aceite crudo filtrado.
La torta proteínica separada en la prensa es descargada en un tornillo
sinfín que alimenta una estación de pesado y ensacado, o unos rodillos
trituradores de la torta proteínica. Esta torta proteínica puede ser desgrasada
aún más en una planta de extracción por disolventes. También puede ser
utilizada directamente como alimento de ganado o, si ha sido tratada
higiénicamente, puede pasar a una instalación para obtención de proteínas para
la alimentación humana.
14
7.2 Extracción por Disolventes:
Se puede partir de las semillas oleaginosas o de la torta proteínica
obtenida por el sistema de extracción mecánica, ya que aun contiene un 11-
15% de aceite que se puede reducir al 2-4%.
Si partimos directamente de las semillas, estas deben ser limpiadas,
descascarilladas y trituradas en unos rodillos, pasando entonces a un
acondicionador para homogeneizar el rodillo, que pasa a un molino, con lo que
se divide finamente, permitiendo así una mejor extracción del aceite en el
extractor, donde un disolvente de las materias grasas arrastra a éstas, siendo
separadas en el evaporador a la vez que se recupera el disolvente y vuelve al
extractor.
La harina desengrasada es transportada a un separador de disolvente para
eliminar trazas del mismo, aún presentes en la harina. El disolvente recuperado
vuelve también al extractor. La extracción del aceite de una semilla oleaginosa
por medio de lavado de solvente se puede realizar de tres maneras:
7.2.1 Percolación: Se lleva a cabo mediante una lluvia del solvente de
manera tal que llegue a toda la masa, pero sin llenar todos los espacios vacíos
existentes entre las semillas. En otras palabras, se realiza una verdadera
percolación cuando el disolvente envuelve a todas las partículas de las semillas
con una película de líquido en continuo recambio.
15
7.2.2 Inmersión: se realiza, por el contrario, cuando la masa de semilla
va inmersa completamente en el solvente, incluso si éste esta en movimiento.
En el procedimiento de percolación, la velocidad del solvente en contacto con
la superficie de semilla es grande, ya que el film o la película de líquido
escurre velozmente sobre las partículas por efecto de la fuerza de la gravedad.
En el proceso por inmersión, al encontrarse la semilla inmersa en el
solvente, la velocidad de recambio del solvente sobre la superficie de las
partículas es necesariamente lenta, incluso si circula rápidamente. Para poder
realizar el proceso por percolación es necesario que las partículas de la semilla
tengan un tamaño que permita un fácil drenaje del solvente de la masa.
El proceso por inmersión puede realizarse fácilmente aunque la semilla
haya sido reducida a partículas de pequeños tamaños. En ambos procesos el
lavado de la semilla se debe realizar en contracorriente, es decir la semilla mas
pobre en aceite se debe poner en contacto con el solvente de menor
concentración en aceite.
El proceso de percolación, al trabajar con grandes velocidades de paso
del solvente, requiere, necesariamente, de varios reciclados del mismo y por
tanto, se deberá realizar varias etapas de lavado, con el fin de poner en
contacto de semilla pobre en el aceite con el disolvente de menor contenido en
16
dicho producto y viceversa. El proceso de inmersión, que por el contrario, con
baja velocidad de paso del solvente, puede realizar una extracción continua
con un perfecto lavado en contracorriente sin necesidad de recirculaciones.
7.2.3 Extractores Mixtos: Por percolación e inmersión. Recientemente
la C.M.B de Italia ha diseñado, un interesante extractor que ha encontrado
rápidamente aplicación industrial y que esta constituido por dos extractores en
serie, de los cuales el primero trabaja por percolación y el segundo por
inmersión.
El disolvente que mas se utiliza es el “hexano” comercial. Este disolvente
es económico y abundante producido por la industria petrolífera en
condiciones de pureza adecuadas. Actualmente se han lanzado al mercado un
disolvente compuesto principalmente por n-hexano que no deja residuo en la
destilación.
Otros disolventes utilizando es el hexano técnico que esta constituido de
una fracción de éter de petróleo y que además de hexano contiene 2 y 3 metil
pentano, así como dimétil butano que esta exenta de sustancias aromáticas.
17
8.- Procesos de Refinación y Purificación de los aceites vegetales.
8.1.- Desgomado:
Consiste en la extracción acuosa de compuestos hidrosolubles (proteínas,
hidratos de carbono y fosfátidos) que se separan y que establecen una fase
inmiscible con el aceite. Los fosfátidos y glicolípidos se alteran con mayor
facilidad que los triglicéridos originando en el aceite sabores extraños.
Las proteínas y carbohidratos finalmente repartidos por el aceite se
precipitan por adición de acido fosfórico al 1 % y luego se filtran. El proceso
generalmente conlleva el tratamiento del aceite crudo con una cantidad
limitada de agua para hidratar los fosfátidos y conseguir separarlos por
centrifugación.
8.2.- Neutralización:
La neutralización se efectúa para eliminar los ácidos grasos libres que
contengan los aceites, también reduce los monoglicéridos o fosfolípidos que
pudieran haber quemado después del desgomado. La operación consiste en
tratar aceite crudo con una solución acuosa alcalina de 12 a 15 % de sosa
cáustica.
8.3.- Decoloración ó Blanqueado:
Consiste en eliminar las sustancias colorantes como clorofila,
carotenoides y productos de auto oxidación, la grasa se trata en vació a 90ºC
con silicato alumínico (tierra de Fuller) que ha sido activada con tratamiento
18
con HCl y agua y finalmente desecado, agitando durante 30 minutos. También
se utiliza de 0,5 a 2 % de silicato y combinado con carbón activado de 0,1 a
0,4.
La decoloración se realiza añadiendo una tierra absorbente que puede ser
arcillosa o silicio. Las tierras decolorantes suelen ser arcillas naturales
adsorbentes trituradas y tamizadas o arcillas activadas con un tratamiento con
HCl o H2SO4 diluidos. Durante el blanqueado también se separan restos de
jabones alcalinos y sustancias mucilaginosas así como partes insaponificables
y los metales pesados.
La eficiencia de este paso, se reduce cuando hay presencia de lípidos
oxidados; los aceites ya decolorados pueden desarrollar algunos colores
indeseables en el almacenamiento debido a reacciones de oxidación y de
polimerización de ácidos grasos insaturados.
8.4.- Winterización.
La winterización o hibernación es opcional y es una forma muy
especializada de cristalización fraccionada cuya finalidad es eliminar los
triglicéridos saturados de punto de fusión alto y evita que el lípido se enturbie
al enfriarse. Las fracciones que llegan a cristalizar (glicéridos de ácidos grasos
saturados, esteroides, etc.) en la refrigeración causan una apariencia indeseable
en los aceites. La hibernación, se efectúa mediante:
19
Enfriamiento rápido hasta 15 ºC que va acompañado de una agitación
para favorecer la producción de cristales pequeños
Cristalización controlada en tanques a 5 -7ºC en los que el aceite
permanece inmóvil de 24 a 36 Horas, y, c) eliminación de cristales
mediante filtro prensa.
La eficiencia de la hibernación se determina con la prueba de frió que
consiste en mantener una muestra de aceite a 0ºC durante cinco horas y media.
8.5.- Desodorización.
En la desodorización se eliminan sustancias volátiles responsables de los
olores indeseables del aceite que provienen de las reacciones de oxidación, en
su mayoría son cetonas o aldehídos de peso molecular bajo y en ocasiones
ácidos grasos libres de menos de 12 átomos de carbono que se encuentran en
concentraciones muy bajas (0,001 a 0.01%). Al respecto, manifiestan que se
eliminan ácidos grasos libres compuestos volátiles responsables del olor y del
sabor, peróxidos y productos de degradación, esteroles y tocoferoles,
insecticidas organofosforados.
El aceite decolorado se desodorizara al vació a temperaturas de 150 a 160
ºC mediante una corriente de vapor directo que arrastra sustancias volátiles; la
inyección de vapor seco en aceites es al vació a altas temperaturas (200-250ºC
durante 90-180 minutos, o 240-250ºC durante 30 minutos). La desodorización
dependen del tipo y concentración de los componentes volátiles y la acción del
vapor durara de 20 minutos a 6 horas.
20
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
TIPO DE INVESTIGACIÓN
La investigación realizada corresponde al Tipo Experimental en la cual
Según Debold B. Van Dalen y William J. Meyer (2006) “este tipo de estudio
consiste en la manipulación de una variable experimental no comprobada, en
condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o
por qué causa se produce una situación o acontecimiento en particular”
Se trata de un experimento porque precisamente el investigador provoca
una situación para introducir determinadas variables de estudio manipuladas
por él, para controlar el aumento o disminución de esa variable, y su efecto en
las conductas observadas. El investigador maneja deliberadamente la variable
experimental y luego observa lo que sucede en situaciones controladas.
METODOLOGÍA EMPLEADA
1.- Materia Prima:
La Materia prima utilizada en este estudio fue el Mango (Mangifera
Indica L) la cual se adquirió de la basura generada por los distintos habitantes
de la prolongación de la Avenida 5 de Julio alrededor del Ancianato “La
Montonera” en la ciudad de “El Tigre Estado Anzoátegui”.
21
Estos frutos se pelaron, despulparon, y las semillas se limpiaron
manualmente e inmediatamente se eliminó el endocarpio duro y fibroso y con
ayuda de un cuchillo se realizó la extracción de la almendra que se encuentra
en el interior. Para evitar su oxidación las almendras se colocaron en una
solución de ácido acético al 1%.
2.- Tratamiento de la Materia Prima
2.1 Secado de la Semilla:
Las semillas fueron esparcidas en una bandeja de metal y expuestas al
sol durante cuatro horas, para disminuir la humedad y facilitar la obtención de
la almendra.
Después que las semillas quedaron completamente secas, se colocaron
en envases bien limpios y se taparon inmediatamente para así evitar la
contaminación por cualquier agente externo como, insectos o moscas.
Posteriormente éstos fueron colocados a temperatura ambiente.
2.2 Molienda:
La almendra se sometió a una reducción de tamaño. El procedimiento se
realizó agregando cierta cantidad de almendras a un molino manual del cual se
obtuvo la harina utilizada para la extracción.
22
3.- Solvente utilizado:
El solvente utilizado en este estudio consiste en una mezcla a partes
iguales de etanol y acetona elegidos por ser totalmente miscibles entre si y por
disolver en una mayor proporción el analito presente en la muestra (obtenido a
través de un estudio previo en el laboratorio)
4.- Técnica Utilizada en la Extracción:
Para la extracción del aceite de mango con solventes se utilizó la técnica
de reflujo, la cual implica la condensación de gases y la vuelta de este
condensado al sistema que originó.
A medida que se procede a la calefacción del matraz, la temperatura
aumenta evaporando parte del disolvente. Los vapores del mismo ascienden
por el cuello del envase hasta el refrigerante, donde se condensa volviendo de
nuevo al sistema. Esto establece que la muestra pulverizada de semilla de
mango posee reflujo continuo de disolvente que mantiene el volumen de la
reacción constante.
23
4.1 Método utilizado en la Extracción de Aceite por solvente
Semilla de Mango
(300 g)
Solvente (Etanol-Acetona)
500 ml
Introducir
EQUIPO DE REFLUJO
(4 horas)
Filtrar la Muestra en
Caliente
Lavar la Muestra con 3
porciones de Solvente
Caliente (10 ml) Agregar 15 ml de Solución de
Yodo al (Tintura Comercial)
Al Líquido obtenido
en el matraz.
Introducir la solución en un baño
de hielo por 30 min.
Repetir Filtrado y lavar
con solvente frio
Recolectar toda la
sustancia presente en el
papel filtro evaporar el
solvente al sol por ½ hora
Almacenar en
frasco Ámbar
T= 90 ºC
24
PROTOTIPOS:
Prototipo Nº 1: Extracción del aceite de semilla de mango por mezclado
continúo
.
Semilla de Mango
(300 g)
Solvente
(500 ml)
Agitador Magnético
(4 horas) Filtrar la Muestra
Introducir
Al Líquido obtenido
en el matraz.
Lavar la Muestra con 3
porciones de Solvente (10 ml)
Temperatura Ambiente
Introducir en baño de hielo
por ½ hora
Repetir Filtrado y lavar
con solvente frio
Recolectar toda la
sustancia presente en el
papel filtro evaporar el
solvente al sol por ½ hora
Almacenar en
frasco Ámbar
Se utilizaron como solvente:
Acetona, Etanol, Ácido Acético, y
Amoníaco, individualmente y en
mezclas de ellos.
25
Resultados Obtenidos del Prototipo Nº 1:
Al realizar el procedimiento descrito anteriormente se obtuvieron los
siguientes resultados.
Tabla Nº 1: Cantidad de aceite extraído y rendimiento del mismo con el uso
de diferentes solventes.
SOLVENTE CANTIDAD DE ACEITE
(g) % DE RENDIMIENTO
Acetona 42,00 14,00
Ácido Acético 25,00 08,33
Amoníaco 15,00 05,00
Etanol 41,00 13,66
Etanol-Acetona (1:1) 48,00 16,00
Conclusiones (Prototipo Nº 1):
Al analizar los resultados de este primer modelo se pudo comprobar que
sustancias como el amoníaco y el ácido acético no cumplen su función como
solventes ya que el porcentaje de rendimiento de los mismos para este fin es
muy bajo. Cabe destacar que los mayores porcentajes de analito se obtuvieron
con el ácido acético y etanol, pero fue la mezcla de estas sustancias las que
arrojaron la mayor eficiencia en el estudio, mostrando así el solvente a utilizar
en los demás procedimientos.
Por otra parte, es importante que se tome en cuenta la temperatura, ya
que al consultar teóricamente se puede comprobar que el porcentaje de
disolución de la muestra para su extracción aumenta con este factor.
26
CAPITULO IV
RESULTADOS OBTENIDOS
Extraídos de 300 g de semilla
Extraído de la Semilla con
solventes orgánicos
RENDIMIENTO MASA OBTENIDA
TEMPERATURA
FUSION
PUREZA
COLOR
CREMA
AMARILLENTO
OLOR
ALCOHOLICO
27
CAPITULO V
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En la extracción del aceite de mango se procedió a la alimentación de un
equipo de reflujo con 300 gramos de harina de mango, la cual se extrajo de la
semilla seca y molida de este fruto, agregando 500 ml de una mezcla de
solventes orgánicos (acetona-etanol 1:1). Es importante destacar que la
elección del solvente se realizó previamente mediante el uso de otro diseño de
extracción (Prototipo Nº1), el cual consistía únicamente agitación continua de
la muestra con el solvente durante un lapso de 4 horas, de los cuales el mayor
rendimiento se obtuvo con la mezcla de acetona-etanol con un rendimiento de
16%, descartando así el uso individualizado de los solventes además del
amoníaco y ácido acético para este fin.
En el diseño de extracción propuesto en esta investigación se incorpora
la temperatura al sistema, en general un aumento de este factor provocará un
aumento de la solubilidad y por consiguiente se incrementa el nivel de
extracción, además al utilizar un equipo de reflujo se asegura que la muestra en
este caso la harina de semilla de mango, esté constantemente en contacto con
solvente caliente purificado, lo que asegura un mayor rendimiento en la
extracción del aceite.
28
Después de estar la mezcla de solvente-semilla durante 4 horas a reflujo
se debe filtrar rápidamente la muestra y lavar con porciones calientes de
solvente para asegurarnos que no queden residuos de aceites en las semillas y
que estos pasen al solvente que se encuentra en el envase de fondo.
Seguidamente se adicionan 15ml de una solución de la tintura comercial de
yodo donde se pudo observar instantáneamente la aparición de un precipitado
de color crema amarillento (aceite de mango), esto se debe a que los ácidos
grasos y el yodo forman un complejo poco soluble en solventes orgánicos lo
que acelera la obtención del aceite, que tubo un rendimiento de 21%.
Finalmente se realizaron pruebas de caracterización al producto
obtenido (63 g de aceite) donde se pudo comprobar que la temperatura de
fusión del mismo es de 29ºC, al compararla con el valor real del aceite de
mango refinado (27ºC), determina el valor de la pureza a un 93 %, que se
puede explicar al analizar aspectos como el olor del producto, en el que se
puede distinguir la presencia de restos del solvente lo que explica dicho valor,
sumando a esto la cantidad de yodo presente en el complejo.
29
CONCLUSIONES
Las grasas obtenidas de las semillas de mango pueden aplicarse a nivel
industrial sin ninguna dificultad dado que tienen una considerable
semejanza a la manteca de cacao.
La extracción del aceite de la semilla de mango con el uso de solventes
orgánicos es un procedimiento efectivo con un rendimiento de 21%.
La temperatura aumenta la eficiencia de la extracción de los ácidos grasos
presentes en la semilla oleaginosa.
El solvente mas adecuado para extraer aceite por el método de reflujo fue
la mezcla etanol-acetona.
La adición de Tintura comercial de Yodo a la mezcla facilita la extracción
del aceite por la formación de complejo insoluble con los ácidos grasos.
El aceite obtenido a través del uso de solventes orgánicos posee un índice
de pureza aproximado de un 93%.
El punto de fusión del producto obtenido es de 29ºC siendo el valor
mostrado en la teoría de 27ºC.
Para obtener un aceite más puro se deberían utilizar las técnicas de
purificación descritas en la investigación.
30
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Álvarez, C. F. (2004). Obtención, caracterización y optimización del
proceso de extracción del aceite de la semilla de mango. Disponible en
[http://www.pncta.com.mx/pages/pncta_investigaciones_04h.asp?page=04
e15]. Consulta [Marzo 2010].
Calvo Miguel (2003). Grasas vegetales menos comunes. Disponible en:
[http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/lipidos/vegraras.html]. Consulta
[Marzo 2010].
Comunidad Europea (2000). Diario Oficial de las Comunidades Europeas.
Directiva2000/36/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de
junio de 2000 relativa a los productos de cacao y de chocolate
destinados a la alimentación humana. 3.8. 19-25
Corea Jaime (1999). Determinación del conjunto de parámetros adecuados
a la extracción del aceite de la semilla de mango a partir de datos
experimentales a nivel de laboratorio. Disponible en:
[http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_4750.pdf]. Consulta [Marzo
2010].
31
Mieres Alberto (2005). Refinación y Caracterización del aceite crudo de
durazno (prunus pérsica) utilizando la extracción soxhlet. Disponible
en: [http://www.ciiq.org/varios/peru_2005/Trabajos/IV/7/4.7.01.pdf].
Consulta [Marzo 2010].
Pascual-Bustamante, S (2008). Caracterización del Aceite Obtenido de
Almendras de Diferentes Variedades de Mango. Disponible en
[http://www.porunalibrecompetencia.com.mx/pages/pncta_investigaciones
_08h.asp?page=08e15] Consulta [Marzo 2010]
Zuller, S (1996). Grasas y Aceites utilizados en la Industria Alimenticia.
Editorial Acribia. S.A., Zaragoza España.
32
ANEXOS
33