Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún ...
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ESTUDIAR PARA PREVERY PREVER PARA ACTUAR
Instituto Tecnológico de Colima
Dirección General de Educación Superior Tecnológica
Institutos TecnológicosSEP
R
P R E M I OINTRAGOB
2006
a la
06
RSGC - 617INICIO: 2012.09.28
TERMINO: 2015.09.28
ISO 9001:2008
PROCESO EDUCATIVO
S G C
S N E S T
IMNC-RSGC-617
IMNC-RSGC-617IMNC-RSGC-617
CERTIFICADO BAJO LANORMA ISO 9001:2008
CERTIFICADO BAJO LANORMA ISO 9001:2008
VILLA DE ÁLVAREZ, COL., FEBRERO DE 2014
EXTRACCIÓN DE ACEITE OMEGA 3 DE LOS SUBPRODUCTOS DEL ATÚN ALETA
AMARILLA A NIVEL PILOTO-INDUSTRIAL
OPCIÓN X
MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO BIOQUÍMICO
PRESENTA
HUMBERTO MACIAS FUENTES
ASESOR
ING. HELIODORO AMEZCUA RAMÍREZ
RESUMEN
El presente trabajo tiene como principal objetivo, encontrar una forma de
aprovechamiento de los residuos industriales (aceite crudo de pescado) del
proceso de elaboración de harina de pescado a partir de los residuos del atún
aleta amarilla, así como rectificar y optimizar el proceso de semirrefinado
establecido anteriormente para el aceite crudo, el cual una vez semirrefinado
se puede emplear para consumo humano directo o para enriquecimiento de
alimentos con Omega 3.
Características y generalidades puntualizarán las principales cualidades de la
materia prima, se detallaran las pruebas de laboratorio para el proceso de
semirrefinado el cual sigue los siguientes pasos:
1) Recepción; 2) Determinación de condiciones iniciales; 3) Neutralización; 4)
Centrifugación; 5) Blanqueo; 6) Centrifugación y 7) Determinación de
condiciones finales.
Se detalla cada uno de los pasos a seguir para el proceso de semirrefinado del
aceite así como los resultados obtenidos de la evaluación de la calidad del
producto obtenido.
También se describe, a partir de los resultados obtenidos en el laboratorio,
cómo se llevó a cabo el diseño del proceso de una planta piloto para
semirrefinado de aceite crudo de pescado, en la cual se podrá trabajar hasta
una tonelada de aceite crudo por lote.
Finalmente se expresan las conclusiones y recomendaciones acerca del
trabajo desarrollado durante la estancia en la empresa.
ÍNDICE DE CONTENIDO
TEMAS Pág.
1.- Introducción 1
2.- Justificación 2
3.-Objetivos 3
3.1.- Objetivo general 3
3.2.- Objetivo específico 3
4.- Caracterización del área en que participó 4
4.1.- Datos de la empresa 4
4.2.- Área en la que se desarrolló el proyecto 7
5.- Definición del problema 8
6.- Alcances y limitaciones 9
7.- Antecedentes 10
8.- Fundamento teórico: Generalidades y características 11
8.1.- Materia prima 11
9.1.1.- Descripción de la materia prima 11
8.2.- Definición de ácidos grasos 12
8.3.- Ácidos grasos Omega-3 13
9.3.1.- Ácidos grasos Omega-3 de cadena corta 15
9.3.2.- Ácidos grasos Omega-3 de cadena larga 16
8.4.- Aceite de pescado (generalidades) 17
9.4.1.- Composición del aceite de pescado 19
8.5.- Obtención de aceite crudo de pescado 20
8.6.- Semirrefinado de aceite de pescado 23
8.7.- Productos enriquecidos con Omega-3 24
9.- Metodología 26
9.1.- Técnicas para determinación de análisis 26
9.2.- Semirrefinado de aceite a nivel laboratorio 30
10.- Resultados 32
10.1.- Desarrollo en laboratorio 32
10.1.1.- Determinación de condiciones iniciales del
aceite 32
10.1.2.- Neutralización 33 10.1.3.- Centrifugado (jabones) 35 10.1.4.- Clarificado con tierras 37 10.1.5.- Centrifugado (tierras) 37 10.1.6.- Determinación de las condiciones finales del
aceite 39
10.2.- Diseño de planta piloto 41 10.2.1.- Flujograma analítico 42 10.2.2.- Diagrama de flujo con equipos 44 10.2.3.- Descripción de equipos 45 10.3.- Ecuaciones de diseño 47
10.3.1.- Variables calculadas, de diseño, fijadas y
discretas 84
10.4.- Resumen de corrientes 87
10.5.- Inversión 88
10.5.1.- Equipos 88
10.5.2.- Materias primas 89
11.- Conclusiones y recomendaciones 90
12.- Referencias bibliográficas y virtuales 92
13.- Anexos 94
ÍNDICE DE FIGURAS
No. NOMBRE Pág.
Fig. 1 Estructura química de los ácidos Omega-3 y Omega-6 14
Fig. 2 Esquema de la estructura de un triglicérido 19
Fig. 3 Molécula de glicerol 20
Fig. 4 Guano (desechos) de pescado 21
Fig. 5 Decanter 21
Fig. 6 Centrífuga de discos y aceite crudo de pescado 22
Fig. 7 Tanques de almacenado para aceite de pescado 22
Fig. 8 Aceite de pescado semirrefinado 24
Fig. 9 Diagrama de flujo de semirrefinado de aceite a nivel
laboratorio
31
Fig. 10 Análisis de % de Ácidos Grasos Libres 33
Fig. 11 Análisis de Índice de peróxidos 33
Fig. 12 Solución de hidróxido de sodio y Aceite crudo 34
Fig. 13 Adición de hidróxido de sodio y mezcla 35
Fig. 14 Transferencia de la mezcla a tubos para centrífuga 35
Fig. 15 Centrífuga HEMLE Z326 36
Fig. 16 Aceite después del centrifugado 36
Fig. 17 Pesado y mezcla de tierras diatomeas 37
Fig. 18 Mezcla de aceite neutralizado con tierras diatomeas 37
Fig. 19 Fases separadas del aceite y tierras diatomeas 38
Fig. 20 Aceites durante el proceso de semirrefinado 38
Fig. 21 Diagrama de flujo analítico 43
Fig. 22 Diagrama de flujo de proceso con equipos 44
ÍNDICE DE TABLAS
No. NOMBRE Pág.
Tabla 1 Determinación cromatográfica de ácidos grasos en
muestra de aceite de pescado crudo.
17
Tabla 2 Determinación cromatográfica de ácidos grasos en
muestra de aceite de pescado semirrefinado.
18
Tabla 3 Ingesta recomendada. Ácidos grasos Omega-3 25
Tabla 4 Resultados de análisis fisicoquímicos de
condiciones iniciales de la metodología ya
establecida.
32
Tabla 5 Resultados de análisis fisicoquímicos de
condiciones iniciales del nuevo lote de aceite
32
Tabla 6 Cantidades de aceite neutralizado recuperado 36
Tabla 7 Rendimiento de aceite usando diferentes
porcentajes de tierras.
39
Tabla 8 Condiciones finales del aceite 39
Tabla 9 Clave y descripción de cada equipo 45
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 1
INTRODUCCIÓN
Los recursos pesqueros marítimos son enormes y muy variados. La actividad
pesquera está presente a lo largo de toda la costa del país. México cuenta con
una riqueza pesquera notable que comprende una gran variedad de especies
de alto valor comercial los cuales determinan importantes niveles de
procesamiento y exportación de productos pesqueros en los que podemos citar
harina y aceite de pescado.
Los subproductos de pescado que se generan durante su procesamiento para
comercialización a gran escala, son fácilmente aprovechables para generar
nuevos productos como lo son la harina y el aceite Omega-3 que son
empleados en formulaciones de alimentos para ganado o para enriquecer
productos alimenticios de consumo humano, otorgándoles un valor agregado.
El aceite de pescado es la principal fuente de ácidos grasos omega 3, ácido
eicosapentanoico (EPA) y el ácido docosahexenoico (DHA) siendo las
especies de atún y sardina muy ricas en estos componentes.
Actualmente existen diversos métodos de extracción del aceite de pescado y
en el presente trabajo de hablará sobre uno de estos procesos con el cual se
puede recuperar el aceite sin usar solventes que puedan afectar al consumidor.
El aceite de pescado tiene variados usos en aplicaciones industriales sin
embargo no es adecuado para consumo humano a menos que sea sometido a
procesos de blanqueado.
Para lograr la extracción y blanqueado del aceite se trabajó una metodología a
nivel laboratorio que permite obtener la mayor cantidad de aceite clarificado
posible, escalando posteriormente el proceso para trabajar con cantidades de
hasta una tonelada por día.
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JUSTIFICACIÓN
Tuny (perteneciente a Grupomar) es una de las principales empresas
procesadoras de atún, llegando a procesar varias toneladas a la semana. Dicha
acción genera gran cantidad de subproductos que son fácilmente
aprovechables para la elaboración de nuevos productos.
La realización de este trabajo trae consigo el aprovechamiento de los recursos
con los que se cuenta en el estado, particularmente aprovechar los
subproductos que se generan durante el procesamiento del atún aleta amarilla
con la extracción y clarificado de aceites ricos en Omega 3 para consumo
humano.
Al introducir en el mercado un aceite de pescado rico en Omega 3 con
características apropiadas para su uso en personas con problemas
cardiovasculares, se fomentaría la industria y ayudaría a mejorar el nivel de
salud de la población. Además, el empleo de aceite de pescado con mayores
beneficios a la salud que otros aceites, implicaría la posibilidad de
comercialización en el mercado nacional e internacional.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
- Extracción de aceite omega 3 de los subproductos del atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Verificar y rectificar el método de extracción (sin solventes) ya
establecido cuya metodología permite obtener un aceite de pescado rico
en Omega 3, con las mejores condiciones de calidad e inocuidad
posibles.
- Optimizar la metodología de forma que permita recuperar la mayor
cantidad posible de aceite clarificado a partir del aceite crudo de
pescado.
- Realizar el diseño de una planta piloto para el proceso de semirrefinado
de aceite de pescado trabajando como base 1 tonelada de aceite crudo.
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DATOS DE LA EMPRESA
Servicios y Gestiones de Mazanillo S.A. de C.V.
Central Oriente No. 5, Parque Industrial Fondeport, C.P. 28219 Manzanillo
Colima, México
Tel.: 314-331-1420 Fax: 314-336-5088 Email: [email protected]
Sitio web: www.grupomar.com www.tuny.com.mx
HISTORIA
En Grupo Marítimo Industrial S.A de C.V. (Grupomar) reunimos a un conjunto
de empresas integradas de forma vertical en el sector marítimo, pesquero y de
alimentación en México.
Los orígenes de nuestro Grupo se montan en la década de lo 60’s, con la
incursión en la actividad de nuestro actual presiente Don Antonio Suárez, y
desde entonces fuimos evolucionando alrededor de la pesca.
Dentro del crecimiento que tuvo el Grupo cabe destacar que de 1987 a 1992
contamos con una flota atunera considerada una de las mayores del mundo en
toneladas de acarreo
Debido a problemas de embargos atuneros internacionales contra México,
reducimos parte de la flota y nos integramos verticalmente en la industria
portuaria y alimenticia
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MISIÓN
En Grupomar estamos comprometidos en ser líderes en las actividades de
pesca, portuarias, industrialización y comercialización de productos alimenticios
de consumo masivo, mediante una organización que bajo estándares de
calidad y competitividad genere valor para sus accionistas, empleados, clientes
y proveedores, contribuyendo al desarrollo de su entorno
VISIÓN
La visión de la empresa está enfocada a dos aspectos principales:
Pesca. Mantener el liderazgo de captura por tonelada de acarreo, con apego a
las normas internacionales y locales de sustentabilidad y conservación del
medio ambiente logrando un nivel óptimo de costos integrado eficazmente
logística, eficiencia y adecuado mantenimiento de los barcos y sus equipos de
pesca.
Industria. Ser un productor altamente competitivo en costos, satisfaciendo las
expectativas de calidad/precio del cliente a través de la modernización
constante e innovación tecnológica de nuestra planta industrial, de nuestros
procesos y de nuestros productos
VALORES
Ahorro
Compromiso
Comunicación
Entusiasmo
Honradez
Humildad
Lealtad
Respeto
Superación
Trabajo en equipo
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POLÍTICA DE CALIDAD
“Aumentar la satisfacción de nuevos clientes mejorando continuamente,
innovando y cumpliendo con la inocuidad y legislación aplicable en la
elaboración de nuevos productos”
LOS 9 PRINCIPIOS DE SEGURIDAD DE GRUPOMAR
1. Nuestra gente es el valor más preciado.
2. La seguridad es responsabilidad de todos los que laboramos en
Grupomar.
3. Los colaboradores de Grupomar deben ser protegidos en todos los
ambientes de trabajo.
4. Todos los accidentes e incidentes deben ser investigados.
5. Todos los colaboradores deben ser entrenados en materia de seguridad.
6. Comunicar a todos los colaboradores los peligros asociados de las
actividades que desarrollan
7. Todas las lesiones y enfermedades ocupacionales pueden prevenirse.
8. Buscar cero accidentes incapacitantes.
9. Cumplir con la normatividad aplicable en materia de seguridad he
higiene.
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ÁREA EN LA QUE SE DESARROLLA EL PROYECTO
El proyecto se desarrolla principalmente en el área de Investigación y
Desarrollo de Nuevos Productos, la cual se encarga de formular, diseñar y
procesar nuevos productos o innovar la tecnología de los ya existentes para
satisfacer las necesidades de los clientes. Esta área pertenece a la gerencia de
Calidad, así mismo se hace uso del laboratorio de calidad y ocasionalmente se
trabaja en la planta harinera, donde se realizan las pruebas de producción de
aceite en grandes cantidades.
FUNCIONES DEL DEPARTAMENTO
El departamento de Investigación y Desarrollo de Nuevos Productos se
encarga del diseño y creación de nuevos productos; así como el
perfeccionamiento de los productos ya existentes dentro de la empresa.
Principalmente se centra en 3 actividades:
1. Creación y desarrollo de nuevos productos
2. Desarrollo de productos nutricionales que promuevan los hábitos de una
vida sana entre la población.
3. Optimización de los costos y funcionalidad de los productos,
manteniendo el nivel de calidad.
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DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
La empresa cuenta con una planta procesadora de desechos de pescado
generados durante la limpieza del atún. La principal función es la obtención de
harina de pescado, la cual se vende para la elaboración de alimentos
balanceados para ganado, croquetas para perro o alimento para peces de
granja.
Durante el proceso de elaboración de la harina se aprovecha la fase sólida
(huesos, carne oscura, piel, etc.) mientras que la fase líquida, compuesta
principalmente de aceite (rico en Omega 3) y agua, es centrifugada para
obtener aceite crudo (de color negro y fuerte olor a pescado) y se vende a un
bajo precio.
Este aceite se puede purificar y clarificar para su venta como aceite comestible,
suplementos alimenticios (cápsulas) o para la producción de alimentos
funcionales ricos en Omega 3, aprovechando al máximo la materia prima (atún
aleta amarilla) y generando de esta manera una nueva fuente de ingresos.
Actualmente el departamento de Investigación y Desarrollo de Nuevos
Productos tiene ya establecida una metodología para la recuperación y
clarificación de dicho aceite, sin embargo, la producción es solamente a nivel
laboratorio, trabajando con cantidades muy pequeñas, además de que las
variaciones en las características iniciales de la materia prima que se están
generando en los últimos meses no permiten el adecuado funcionamiento de
dicha metodología.
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ALCANCES Y LIMITACIONES
Durante la estancia en la empresa se cuenta con el acceso a los equipos de
trabajo necesarios para realizar pruebas en el laboratorio de calidad, lo que
permite verificar, modificar y establecer una metodología para el semirrefinado
de aceite crudo de pescado.
Se pueden realizar además, visitas a la planta harinera para conocer el proceso
de elaboración de la harina y la extracción del aceite crudo de pescado que es
la materia prima principal con la que se trabaja en este proyecto. Se revisan
también los equipos para encontrar las causas de la variación de las
características iniciales.
Debido al tiempo establecido para la residencia y lo tardado de las pruebas el
proyecto se limitará a establecer la metodología de extracción y el diseño de
planta piloto.
La instalación de los equipos no será posible ya que se requiere de la
autorización para la compra de los equipos, además del tiempo que tardan en
llegar; este proceso puede tardar varios meses.
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ANTECEDENTES
Los ácidos grasos Omega 3 son conocidos como suplementos esenciales para
el crecimiento normal y el bienestar de la salud desde hace ya varias décadas,
sin embargo, su consumo y popularidad han aumentado de manera
significativa durante los últimos años.
La carencia de Omega 3 en la dieta, junto con un elevado consumo de
productos que contienen Omega 6, han provocado un gran desequilibrio en el
organismo entre estos dos ácidos grasos. Muchas de las enfermedades que
sufrimos hoy en día han sido atribuidas, entre otros factores, a este
desequilibrio nutricional, poniendo de manifiesto la importancia de la
alimentación en nuestra salud.
Numerosos estudios demuestran la importancia de mantener un equilibrio
Omega 6/Omega 3 ya que estos dos ácidos grasos actúan juntos y, así como
un desequilibrio entre ellos contribuye al desarrollo de enfermedades, su
equilibrio ayuda a mantener e incluso mejorar la salud.
El EPA y el DHA están presentes en numerosas funciones dentro de nuestro
organismo. Numerosos estudios clínicos y de investigación han demostrado
que los ácidos grasos Omega 3 de origen marino especialmente (EPA y DHA),
son claves para el mantenimiento de una salud adecuada, pudiendo contribuir
en la prevención de:
Enfermedades cardiovasculares
Enfermedades inflamatorias
Enfermedades neurológicas
Enfermedades oculares
Enfermedades durante la gestación, lactancia e infancia
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FUNDAMENTO TEÓRICO
GENERALIDADES Y CARACTERÍSTICAS
MATERIA PRIMA PRINCIPAL
El atún: es un pez muy abundante en el Océano Pacífico. Allí es capturado por
barcos pesqueros, provistos de equipos de frío para congelar el pescado y
mantenerlo en perfecto estado, sin que se deteriore hasta llegar a la planta de
procesamiento en tierra firme. Las especies más importantes de atún son:
Yellowfin (aleta amarilla), Big eye (patudo) y Skipjack (barrilete).
DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA (ATÚN)
Bajo el nombre de "atunes" se incluyen diversos tipos de peces: Algunos
pertenecen al género Tunas y se consideran los reales atunes, como el "atún
aleta azul" (Thunnus thynnus), el "atún aleta amarilla" (Thunnus albacares) y la
"albacora" (Thunnus alalunga). Existen otros cuyas características son
relativamente similares, como el "barrilete" (Katsuwonus pelamis) y el "bonito
del Atlántico" (Sarda sarda).
Los atunes, por sus condiciones morfológicas (cuerpo fusiforme, cabeza
alargada y boca pequeña en relación con el cráneo), son buenos nadadores.
Su piel dura, lubricada con un "mucus" que reduce la fricción con el agua, está
cubierta por escamas muy pequeñas y lisas. Recorren grandes distancias con
velocidades de hasta 70 kilómetros por hora. Son animales depredadores de
los peces que nadan en cardúmenes, como sardinas, anchoas y arenques.
Junto con los esturiones, los atunes se encuentran entre los peces de mayor
tamaño que compiten en su hábitat con otras especies como los tiburones y
delfines. El atún es abundante en aguas cálidas donde tiene menor tamaño
(40cms a 1metro y peso de 15 a 100 kilos), como es el caso de los "bonitos" y
los "barriletes". El "atún aleta amarilla" y el "patudo" alcanzan una talla máxima
de 230 centímetros.
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DEFINICIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son unidades absorbibles de las grasas. Son ácidos
carboxílicos con un número de átomos de carbono par (entre cuatro y
veinticuatro) y su clasificación se basa en la longitud de su cadena, su
estructura y su posición del primer doble enlace.
Por la longitud de su cadena pueden ser de cadena corta (18 átomos de
carbono o menos) y de cadena larga (20 átomos de carbonos o más).
De acuerdo con su estructura química, los ácidos grasos se clasifican en
saturados, monoinsaturados y poliinsaturados.
Los ácidos grasos saturados no tienen ningún doble enlace (saturación) en su
cadena y suelen ser sólidos a temperatura ambiente. Si se consumen en
exceso aumenta el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Un
ejemplo de ellos es la manteca de cerdo.
Los ácidos grasos monoinsaturados presentan un doble enlace (insaturación)
en su cadena, suelen ser líquidos a temperatura ambiente y una de sus
principales fuentes es el aceite de oliva.
Los ácidos grasos poliinsaturados tienen dos o más dobles enlaces
(insaturaciones) en su cadena y se hallan en el aceite de semillas y en los
pescados, especialmente los grasos.
De acuerdo con la posición del primer doble enlace, los ácidos grasos
insaturados se pueden clasificar en tres series: los omega-3 (n-3), cuando el
primer doble enlace se encuentra en la posición 3 desde el metilo terminal, y
los omega-6 (n-6) y los omega-9 (n-9), cuando este doble enlace está en
posición 6 ó 9 a partir del metilo terminal, respectivamente.
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ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3
Los ácidos grasos omega 3 fueron descubiertos en 1982 por el investigador
Ralph Holman, como consecuencia de un estudio sobre la dieta de los
esquimales. Estudios efectuados en Groenlandia establecieron que la baja
incidencia de infartos y enfermedades cardiovasculares entre los esquimales
estaba estrechamente relacionada con su dieta, muy rica en grasa animal
marina que contiene una elevada cantidad de ácidos grasos omega 3 (Stoker
and Walker, 1991).
Los ácidos grasos omega-3 son ácidos grasos esenciales (llamados así porque
el organismo humano no los puede sintetizar) poliinsaturados. Entre ellos, los
denominados ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA)
se encuentran en alta proporción en los tejidos de ciertos pescados (en mayor
cantidad en el pescado azul), y el ácido alfa-linolénico (ALA) se encuentra en
algunas fuentes vegetales, como las semillas de lino, la semilla de chía, el
Sacha Inchi (48% de omega-3), los cañamones y las nueces.
Se ha demostrado experimentalmente que el consumo de cantidades
suficientes de ácidos grasos omega-3 posee diferentes acciones beneficiosas
para la salud, lo cual explica por qué en aquellas comunidades donde se
consumen muchos alimentos con ácidos grasos omega-3 (esquimales,
japoneses, etc.) la incidencia de enfermedades cardiovasculares, entre otras,
es sumamente baja.
Hay tres moléculas poliinsaturadas calificadas como omega 3: el EPA (ácido
eicosapentaenoico) y el DHA (ácido docosahexaenoico), que se encuentran
en animales (pescados), mientras que el ALA (ácido alfa linolénico) sólo se
encuentra en ciertos vegetales (aceite de linaza, tofu, nueces). Estas tres
sustancias tienen el mismo arreglo molecular, pero no son iguales; su
estructura química se puede observar en la Figura 1.1. El ácido alfa linolénico
es esencial para la dieta humana. El cuerpo humano no puede fabricar este
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HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 14
ácido, pero sí capaz de convertir el ALA en EPA y DHA, aunque está
demostrado que el proceso es lento e ineficiente.
Figura 1. Estructuras químicas de los ácidos omega 3 y omega 6
Fuente: Vega, 2005
Lo que constituye la fuente primaria de AGPI (ácidos grasos poliinsaturados)
omega 3 es la gran diversidad de microorganismos e invertebrados que forman
el fito y zooplancton marino, estos pueden elongar y desaturar el ALN
transformándolo a través de una serie de pasos intermediarios en EPA y
posteriormente en DHA, que se transfieren vía cadena alimenticia a peces,
crustáceos y mamíferos. Mientras mayor es el contenido de grasa de estos
animales, mayor es el contenido de EPA y DHA de su carne y del aceite que se
obtiene de muchos de ellos.
El EPA se acumula principalmente en el tejido adiposo, mientras que el 90 % o
más del DHA constituye el tejido nervioso y cerebro de estos animales,
principalmente en la forma de fosfatidil serina y fosfatidil etanolamina. De esta
manera, los peces constituyen importantes fuentes de EPA y DHA,
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consumidos como tal o a través de los productos de su industrialización (harina
y aceite, principalmente).
Los principales tipos de atún que se capturan son el atún aleta amarilla
(Thunnus albacars) y el atún ojo grande (Thunnus obesus) cuyas
características se indican en los Anexos.
La empresa Tuny, dedicada también a la elaboración de harina de pescado
obtiene como subproducto el aceite de pescado, materia prima principal en
este estudio, utiliza el atún (cabezas, buches, espinas, cueros, vísceras, etc.)
como principal fuente de materia prima.
La característica bioquímica que distingue a los AGE es que presentan un
doble enlace dentro de los últimos 7 carbonos de la cadena carbonada a partir
del grupo metilo terminal, ocupando la posición 3 (serie n-3 u omega 3) o la
posición 6 (serie n-6 u omega 6). El doble enlace confiere un valor especial a
estos ácidos grasos, dado que los organismos ubicados en la escala evolutiva
superior (mamíferos) son incapaces de sintetizarlos, por lo que necesitan
disponer de al menos, los precursores de ambas series, los ácidos Linoléico de
la serie omega 6 y ácido Linolénico de la serie omega 3. A partir de estos
precursores se sintetizan el resto de los elementos constituyentes de estas
familias o series (Covarrubias y Ortega, 2002).
ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3 DE CADENA CORTA
Los ácidos grasos se clasifican como esenciales según la posición del doble
enlace, contando a partir del grupo metilo(-CH3) que está al final de la cadena
de grupos alquilos (-CH2). Los mamíferos no poseen enzimas capaces de
sintetizar dobles enlaces en las posiciones n-3 y n-6 del ácido graso, por lo que
necesitan obtener mediante la dieta los ácidos grasos esenciales alfa-linolénico
y linoleico.
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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Los ácidos grasos de origen vegetal contienen menos de 18 átomos de
carbono y se conocen como ácidos grasos de cadena corta.
El ácido alfa-linolénico (ácido graso omega-3 de cadena corta) está presente
en los vegetales, en cantidades significativas en las semillas de lino y canola,
entre otros. A partir del ácido alfa-linolénico, el organismo humano y el de otros
animales elabora derivados de mayor número de átomos de carbono. El ácido
alfa-linolénico tiene efectos biológicos importantes y ayuda en la prevención y
el tratamiento de algunas enfermedades crónicas, actúa sobre la inflamación
(una de las características de muchas de estas enfermedades) y promueve un
buen funcionamiento de los vasos sanguíneos, lo cual reduce el riesgo de
infartos y embolias.
ÁCIDOS GRASOS OMEGA 3 DE CADENA LARGA
Por la acción de desaturasas y elongasas, los ácidos grasos de las series
omega-3, omega-6 y omega-9 permiten la obtención de derivados de interés
biológico. En concreto, a partir del ácido alfa-linolénico (ácido graso omega-3)
se pueden obtener los ácidos eicosapentaenoico (EPA) y docosahexaenoico
(DHA).
Sus efectos nutricionales y su importancia en la salud son diferentes. El EPA se
asocia principalmente con la protección de la salud cardiovascular, mientras
que el DHA es un ácido graso esencial en la formación y función del tejido
nervioso y visual. (http://www.escuela32.com.ar/TRUCHA.htm).
El EPA contiene 20 átomos de carbono y 5 dobles enlaces (20:5) y el DHA 22
átomos de carbono y 6 dobles enlaces (20:6) y son los llamados ácidos grasos
omega-3 de cadena larga. Los estudios epidemiológicos, de intervención en
humanos y experimentales atribuyen a los ácidos grasos omega-3 de cadena
larga propiedades muy beneficiosas para la salud, pues son activos en la
prevención primaria y secundaria de diversas enfermedades, como las
cardiovasculares.
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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Los ácidos grasos omega-3 pueden tener efectos antiarteroscleróticos,
antitrombóticos, antiarrítmicos, anticancerígenos, antiinflamatorios y de
repercusión en las funciones del sistema nervioso, entre otros. Los
mecanismos de acción abarcan desde cambios estructurales en las
membranas celulares hasta la regulación en la expresión de genes. La
constatación de la asociación entre estas enfermedades y estados carenciales
de EPA y DHA, considerando su rápida asimilación metabólica, confiere mayor
relevancia al soporte nutricional clínico basado en los ácidos grasos omega-3.
ACEITE DE PESCADO (generalidades)
El aceite se obtiene de todas las partes del cuerpo de los peces y es una rica
fuente en ácidos grasos.
En las Tablas 1 y 2 se presenta la composición porcentual de ácidos grasos
en muestras de aceite de pescado crudo y semirrefinado.
Tabla 1 Determinación cromatográfica de ácidos grasos en muestra de
Aceite de pescado crudo
Nombre Ácidos grasos Área (%)
Mirístico 14:0 4,06
Pentadecílico 15:0 0,92
Palmítico 16:0 16,93
Palmitoleico 16:1ω7 7,44
Margárico 17:0 2,78
Hexadienoico 16:2ω4 1,98
Esteárico 18:0 3,46
Oleico 18:1ω9 15,96
γ-Linolénico 18:3ω6 5,03
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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Octatetraenoico 18:4ω3 3,40
Eicosenoico 20:1 1,42
Eicosadienoico 20:2 1,22
Araquidónico 20:4 ω6 3,43
Eicosapentenoico 20:4 ω3 1,04
Eicosapentenoico 20:5 ω3 6,29
Behénico 22:0 1,22
Erúcico 22:1 1,42
Docosapentenoico 22:5 ω6 0,76
Docasapentenoico 22:5 ω3 1,37
Docosahexaenoico 22:6 ω3 19,85
Tabla 2 Determinación cromatográfica de ácidos grasos en muestra de
aceite de pescado semirrefinado
Nombre Ácidos grasos Área (%)
Eicosapentaenoico - EPA C20: 5ω3 7.10
Docosahexaenoico - DHA C22: 6ω3 26.40
Demás ácidos grasos C14:0 al C22:5 66.50
Fuente: Espol-ICQA Laboratorio de Cromatografía
El aceite de pescado es un líquido marrón/amarillento obtenido al exprimir
pescado cocido y generalmente es refinado. El aceite de pescado se utiliza
principalmente en piensos para peces de criadero pero también se utiliza para
elaborar cápsulas que contienen los ácidos grasos omega 3, como suplemento
para la salud humana y para enriquecer alimentos. Los aceites refinados y/o
semirrefinados son aquellos que se someten a un proceso y que permite
obtener un aceite que responde a ciertos criterios: organolépticamente es de un
sabor neutro, visualmente está limpio y con un color adecuado, y además es
seguro alimentariamente y permite una mejor conservación.
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COMPOSICIÓN DEL ACEITE DE PESCADO
Los aceites de pescado y de hígado de pescado están constituidos
principalmente por triglicéridos que, como el propio nombre indica, están
formados por tres ácidos grasos unidos a la molécula de glicerina como se
muestra en la Figura 2. En esta forma, la acidez del ácido graso esta
contrarrestada por las características alcalinas de la glicerina dando lugar así a
un aceite neutro. La ruptura de la unión entre la glicerina y los ácidos grasos da
lugar a la liberación de ácidos grasos libres, cuya presencia en la
comercialización del aceite es indispensable (Windsor y Barlow, 1984).
Es necesario destacar que hay cuatro enlaces o uniones por cada uno de los
tres átomos de carbono. Cuando se combinan tres ácidos grasos con una
molécula de glicerol, obtenemos un triglicérido presentación que está
esquematizada en la Figura 3. Básicamente los aceites y las grasas son
mezclas de triglicéridos.
Figura 2. Esquema de la estructura de un triglicérido
Fuente: Lawson, 1999
Glic
erina
ÁCIDO GRASO A
ÁCIDO GRASO B
ÁCIDO GRASO C
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OBTENCIÓN DE ACEITE CRUDO DE PESCADO
Durante el procesamiento de enlatado del atún se generan residuos en
distintas partes del proceso: corte, eviscerado, cocción y limpieza. Dichos
residuos que consisten principalmente en vísceras, piel, aletas y huesos, son
trasladados a la planta harinera, donde se procesan para la obtención de la
harina.
El guano (Figura 4) que se recibe entra por medio de un tornillo sin fin a un
cocedor que actúa por medio de vapor, donde se calienta a 90 ºC
aproximadamente, esto para coagular las proteínas y facilitar la extracción del
aceite. Una vez que sale del cocedor pasa a una prensa, donde se extrae la
fase líquida (Licor de prensa) y los sólidos entran a un evaporador (centrífuga
horizontal) para eliminar la mayor cantidad posible de humedad y
posteriormente se tritura con un molino hasta lograr el tamaño de partícula
deseado.
H
H C OH
H C OH
H C OH
H
Figura 3. Molécula de glicerol
Fuente: Lawson, 1999
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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El líquido que sale de la prensa aun contiene residuos sólidos, por lo que entra
a un decanter, que se encarga de separar el aceite, el agua y los sólidos. Los
sólidos se incorporan al evaporador, el agua que sale, llamada también agua
de cola, es agua de desecho y se deposita en un tanque para su posterior
tratamiento. Mientras tanto, el aceite que se recupera en el decanter (Figura 5)
pasa a una centrífuga de discos o platos (Fig. 6), donde se eliminan los sólidos
presentes (mucílagos) que no se pudieron eliminar en el decanter y finalmente
pasa a ser almacenado a unos tanques de acero (Fig.7).
Figura 4. Guano (desechos) de pescado
Figura 5. Decanter
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Cabe mencionar que el aceite obtenido hasta este momento tiene un aroma
muy fuerte a pescado, además su color es negro y aun no es apto para
consumo humano, pues tiene ácidos grasos libres (AGL) que se necesitan
eliminar mediante un tratamiento posterior.
Figura 6. Centrífuga de discos (izquierda) y aceite crudo de pescado
(derecha).
Figura 7. Tanques de almacenado para aceite de pescado
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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SEMIRREFINADO DE ACEITE DE PESCADO
El semirrefinado consiste en tratar el aceite con una solución acuosa alcalina
para eliminar los ácidos grasos libres en forma de jabones y favorecer la
coagulación de los mucílagos presentes.
El método de semirrefinado que se emplea es el procedimiento por medios
químicos; consiste normalmente en el bombeo del aceite al interior de un
reactor y la adición seguidamente de una cantidad predeterminada de una
solución alcalina, agitando inmediatamente la mezcla, para procurar un íntimo
contacto entre el aceite y la fase acuosa. La mezcla suele dejarse en reposo
durante algunos minutos. Al cabo de este tiempo se forma un precipitado
jabonoso y se aclaran las capas superiores. El aceite, clarificado de ésta forma,
se centrifuga para eliminar los residuos jabonosos.
El blanqueo se realiza con el objeto principal de reducir el contenido de
materiales colorantes y pigmentos naturales del aceite y eliminar así también
los mucílagos en suspensión. Los materiales normalmente empleados en esta
operación son las arcillas naturales y las arcillas activadas. (Windsor y Barlow,
1984).
El aceite de pescado semirrefinado (Fig. 8) se somete a una serie de análisis
con el objeto de determinar su calidad. Los parámetros básicos del aceite de
pescado que se analizan incluyen:
Ácidos grasos libres
% Humedad
% Sólidos
Índice de peróxidos
Índice de acidez
Densidad
Color
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Con el aceite de pescado semirrefinado ya se puede proceder al uso en el
enriquecimiento de alimentos.
PRODUCTO ENRIQUECIDO CON OMEGA 3
En el mercado actual existe un abanico amplio de alimentos enriquecidos,
como es el caso de lácteos con calcio, vitaminas, ácido fólico, jalea real o
ácidos omega 3, margarinas con fitocolesteroles y antioxidantes, cereales con
hierro y vitaminas del grupo B, zumos de frutas con todo tipo de vitaminas,
huevos enriquecidos con ácidos grasos de tipo DHA de efecto cardioprotector,
entre otros.
Si no gusta el pescado, hay que contemplar tomar alimentos enriquecidos, para
que el organismo pueda beneficiarse de sus efectos. Desde el punto de vista
de la salud cardiovascular, los ácidos grasos omega 3 (EPA/DHA) mejoran el
perfil lipídico, reducen la presión arterial, aumentan la vasodilatación arterial,
Figura 8. Aceite de pescado semirrefinado
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son antitrombóticos y previenen las arritmias y la muerte súbita. Además, el
consumo de omega 3 disminuye el colesterol LDL ("malo"), aumenta el HDL
("bueno") y, sobre todo, reduce la hipertrigliceridemia. En pacientes con
hipertrigliceridemia se ha evidenciado que con una dosis de 3 a 4 gramos
diarios de ácidos grasos omega 3 (EPA/DHA) se consigue una reducción del
45 % en las concentraciones de triglicéridos. Otra de sus propiedades es la
prevención de la formación de coágulos, así como en la regulación de los
sistemas cardiovascular, inmunológico, digestivo, reproductivo y efectos
antinfllamatorios (Mataix y Gil, 2002). La Tabla 3 incluye la ingesta
recomendada de ácidos grasos omega 3 en la dieta diaria.
Tabla 3. Ingesta recomendada. Ácidos grasos poliinsaturados omega 3
Población Ingesta
(g/día)
Energía *
(%)
Adulto 2.0 – 2.2 1
Mujeres gestantes (primeros 6 meses) 1.5 – 2.0 1
Mujeres gestantes (tercer trimestre) 2.0 – 2.5 1
Mujeres en lactancia 2.0 – 2.5 1
Niños 2.0 – 2.5 1
* Con base a una dieta de 2000 calorías diarias
Fuente: Mataix y Gil, 2002
La posibilidad de enriquecer alimentos con ácidos grasos omega 3 es muy
grande en el país actualmente; hay en el mercado algunos de estos
alimentos, entre ellos: yogurt, aceite vegetal, huevos, pan, leche, etc.
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METODOLOGÍA
TÉCNICAS PARA DETERMINACIÓN DE ANÁLISIS
REACTIVOS
Aceite crudo de pescado
Ácido fosfórico
Hidróxido de sodio 0.1N
Hidróxido de sodio en escamas
Etanol
Agua destilada
Fenolftaleína
Solución Almidón (indicador)
Ácido acético glacial
Cloroformo
Tiosulfato de sodio 0.01N
Actisil 220 FF Tonsil (arcillas clarificantes)
Optimum 320 FF Tonsil (arcillas clarificantes)
Celatom FW-18 (filtroayuda diatomita)
Fibra de Celulosa arbocel BWW-40 (filtroayuda)
MATERIALES
Matraz erlenmeyer de 250ml
Pipetas volumétricas (1ml, 5ml, 10ml)
Pipeta plástica de succión de 5ml
Probeta graduada (30ml, 100ml)
Vaso de precipitados (100ml, 1000ml)
Perlas de ebullición
Perillas de succión para pipetas
Tubos de centrífuga
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Centrífuga HEMLE modelo Z326
Balanza electrónica
Agitador plástico
Determinación de %AGL (Ácidos Grasos Libres) e Índice de acidez
1.- Pesar de 5 a 10 gramos de aceite de pescado en un matraz de erlenmeyer
de 250ml, registrar el peso exacto.
2.- En un segundo matraz de erlenmeyer de 250ml añadir 75ml de alcohol
etílico absoluto (etanol) y 1ml de Fenolftaleína, agregar de 5 a 10 perlas de
ebullición.
3.- Calentar hasta que empiece a hervir el etanol y retirar inmediatamente de la
fuente de calor.
4.- Titular el etanol caliente con hidróxido de sodio 0.1N hasta la aparición de
un color rosa pálido, el cual será el punto final de la titulación.
5.- Añadir el etanol neutralizado a la muestra y mezclarlo.
6.- Titular la muestra nuevamente hasta observar la aparición de un color rosa
pálido.
7.- Registrar la cantidad de NaOH utilizada para titular la muestra.
Expresión de resultados
Ácidos Grasos Libres como Oleico en %
( )( )( )
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V = Mililitros de solución valorada de hidróxido de sodio gastados en la
titulación de la muestra.
N = Normalidad de la solución de hidróxido de sodio.
w = Masa de la muestra en gramos
meq = miliequivalente químico del ácido graso de referencia (Oleico: 0.282)
Para convertir el porciento de ácidos grasos (como oleico) a valor ácido (índice
de acidez), se multiplica el porciento de ácidos grasos por 1.99.
Los análisis tienen como referencia la Norma Oficial Mexicana NOM-F-101-
SCF-2006
Determinación del índice de acidez
Los ácidos grasos libres so expresados frecuentemente en términos de Valor
ácido o Índice de acidez, en vez de porciento de ácidos grasos libres. El valor
ácido es definido como el número de miligramos de NaOH necesarios para
neutralizar un gramo de muestra. Para convertir el porciento de ácidos grasos
(como Oléico) a valor ácido, se multiplica el porciento de ácidos grasos por
1.99.
Se puede calcular de igual manera de la siguiente manera:
( )( )( )
Desgomado de aceite (porcentaje de sólidos)
En un matraz calentar aceite a 45ºC, agregar 40% de ácido fosfórico, agitar y
dejar reposar de 20 a 30min, posteriormente centrifugar por 20min a 6000rpm,
decantar y anotar el rendimiento. Realizar este procedimiento cuantas veces
sea necesario hasta que el aceite quede totalmente desgomado, anotar el % de
sólidos después de centrifugada la muestra.
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Neutralizado de aceite
Los AGL calculados previamente, se utilizan para calcular la cantidad de
hidróxido de sodio a emplear, se prepara la solución empleando la cantidad
calculada de hidróxido de sodio en “500ml de agua destilada” con agitación
continua, esta solución se vierte al aceite lo antes posible para llevar a cabo
una reacción de saponificación. Se calcula de la siguiente manera:
( )( )
( )( )
Una vez generada la mezcla, dejamos reposar por un tiempo no mayor a 30
minutos, posteriormente se centrifuga para eliminar los jabones formados.
Determinación del índice de peróxidos
1.- Pesar de 5 a 10 gramos de aceite de pescado en un matraz de erlenmeyer
de 250ml, registrar el peso exacto.
2.- En un segundo matraz se prepara una solución de Ácido acético
glacial:Cloroformo en proporción 3:2 .
3.- Adicionar 30ml de la mezcla de ácido acético – cloroformo y agitar por rotación en
forma suave hasta conseguir la disolución de la muestra.
4.- Agregar 0.5ml de la disolución de yoduro de potasio saturado. Reposar durante
1min.
5.- Añadir 30ml de agua y 0.5ml de solución de almidón al 1%.
6.- Titular el yodo liberado con el tiosulfato de sodio 0.1N, dejando caer gota a
gota mientras se agita vigorosamente hasta la desaparición del color azul.
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7.- Registrar la cantidad empleada
Expresión de resultados
( )( )( )
S = Volumen de tiosulfato gastado al titular la muestra – Volumen de tiosulfato
gastado al titular el blanco (0.05ml)
N = Normalidad del tiosulfato de sodio (0.01N)
W = Peso de la muestra en gramos
Los análisis tienen como referencia la Norma Mexicana NMX-F-154-SCFI-2005
SEMIRREFINADO DE ACEITE A NIVEL LABORATORIO
Con el fin de obtener una metodología para el procesamiento del aceite crudo
de pescado, se consultaron varias fuentes de información, principalmente
páginas de internet de empresas dedicadas a la producción de harina y aceite
de pescado; adaptando la información recopilada a las condiciones de trabajo
con las que se cuentan en el laboratorio de calidad de la empresa.
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DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
Figura 9. Diagrama de flujo de semirrefinado de aceite a nivel laboratorio
Determinación de condiciones finales
%AGL Índice de acidez Índice de peróxidos Otros análisis
Centrifugado
6000rpm/45min Se eliminan tierras residuales
Clarificado con tierras
Actisil 220 FF Optimum 320
FF Celatom FW-18
Arbocel BWW-40
18 a 20 horas de reposo
Centrifugado
6000rpm/45min Se eliminan los jabones formados
Neutralización
NaOH + H2O destilada Agitado por unos minutos
Determinación de condiciones iniciales
%AGL Índice de acidez Índice de peróxidos Otros análisis
Recepción de materia prima
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RESULTADOS
DESARROLLO EN LAORATORIO
DETERMINACIÓN DE CONDICIONES INICIALES DEL ACEITE
Anteriormente se había establecido una metodología para la obtención de
aceite semirrefinado a nivel laboratorio, obteniendo los siguientes resultados en
las condiciones iniciales
Tabla 4. Resultados de análisis fisicoquímicos de condiciones iniciales de
la metodología ya establecida
ANÁLISIS RESULTADOS
%AGL (Oléico) 2.3
ÍNDICE DE ACIDEZ 6.8
ÍNDICE DE PEROXIDOS 5.4 meq/Kg
HUMEDAD 0.49
%SÓLIDOS 13.09
DENSIDAD 937.7 Kg/m3
Debido a que la centrífuga que se encuentra en la planta harinera sufrió
desperfectos, después de las reparaciones la eficiencia y las condiciones
iniciales del aceite se vieron afectados, por lo que se tuvieron que hacer
pruebas con un lote nuevo de aceite para verificar y establecer nuevas
cantidades de materias primas y reactivos para el proceso de semirrefinado a
nivel laboratorio.
Tabla 5. Resultados de análisis fisicoquímicos de condiciones iniciales de
nuevo lote de aceite
ANÁLISIS RESULTADOS
%AGL (Oléico) 7.05
ÍNDICE DE ACIDEZ 14.025
ÍNDICE DE PEROXIDOS 12 meq/Kg
HUMEDAD 0.57
%SÓLIDOS 15.4
DENSIDAD 940 Kg/m3
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NEUTRALIZACIÓN
Una vez determinado el porcentaje de AGL presente en el aceite, se determina
la cantidad de hidróxido de sodio necesaria para neutralizar el aceite y eliminar
de esta manera los AGL, evitando futuras reacciones causantes de sabores y
Figura 11. Análisis de Índice de peróxidos
Figura 10. Análisis de % de Ácidos Grasos Libres.
Izquierda: muestras tituladas
Derecha: muestras sin titular
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olores indeseables. Primeramente se disuelve el hidróxido de sodio en agua
(Fig. 12), empleando 100ml por cada 32g de NaOH ya que el hidróxido por sí
solo no es soluble en aceite.
( )( )
( )( )
La cantidad de agua empleada para disolver el hidróxido de sodio se determinó
de manera experimental, ya que si se usa menos agua es más difícil que la
solución se mezcle completamente con el aceite, causando así que la
neutralización no se realice por completo. Por el contrario si se emplea más
agua, además de generar una mayor cantidad de residuos líquidos, ésta puede
reaccionar con el aceite causando hidrólisis y por consiguiente la generación de
productos indeseables.
Figura 12. Solución de hidróxido de sodio (izquierda) y aceite
crudo (derecha).
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 35
Enseguida se agrega lentamente a la muestra de aceite mientras se agita para
asegurar que se mezclen por completo (Fig. 13).
CENTRIFUGADO (JABONES)
Una vez que la muestra de aceite está neutralizada se pasa a 6 tubos en
cantidades iguales (Fig. 14) y se centrifuga a 6000rpm durante un periodo de
45min.
Terminado este tiempo se recolecta el aceite separado en un recipiente aparte
y se pesa. El aceite obtenido tiene un color anaranjado rojizo (Fig. 16). Los
Figura 13. Adición de hidróxido de sodio y mezcla
Figura 14. Transferencia de la mezcla a tubos para centrífuga
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residuos jabonosos se almacenan aparte y se etiquetan para du posterior
desecho.
Tras realizar varias pruebas de neutralizado se determinó una cantidad
promedio del aceite que se recupera después de este paso.
Tabla 6. Cantidades de aceite neutralizado recuperado
Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Promedio
Cantidad 57.2 55 54.6 53.7 55.5 54.7 55.9 54.6 54.2 56 53.9 55 55.025 gr
*Esta cantidad será empleada como base para el cálculo del aceite obtenido en
la planta piloto.
Figura 15. Centrífuga HERMLE Z326
Figura 16. Aceite después del centrifugado. Separación de fases (izquierda). Aceite recuperado y residuos de jabón (derecha)
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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CLARIFICADO CON TIERRAS
Una vez pesado el aceite recuperado se agrega una mezcla de tierras
diatomeas en proporción del 5%, 7% y 10% en peso de cada una,
asegurándose de que estén bien mezcladas antes de agregarlas. Para que las
tierras hagan efecto sobre el aceite se dejan reposar entre 18 y 20 horas, un
menor tiempo de contacto ocasiona que los niveles de peróxido queden
elevados.
CENTRIFUGADO (TIERRAS)
Cuando termina el tiempo de reposo del aceite se procede a centrifugar
nuevamente, a 6000 rpm durante 45min, y posteriormente 2 ciclos más de
10min cada uno para recuperar la mayor cantidad posible de aceite. Más ciclos
de centrifugado no son recomendables pues las cantidades de aceite que se
logran separar son insignificantes. Al final se obtiene un aceite color amarillo
cristalino, característico de los aceites de cocina.
Figura 17. Pesado y mezcla de tierras diatomeas.
Figura 18. Mezcla de aceite neutralizado con tierras diatomeas.
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HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 38
Figura 19. Fases separadas del aceite y tierras diatomeas
Figura 20. Aceites durante el proceso de semirrefinado. De izquierda a derecha:
Aceite crudo.
Aceite neutralizado.
Aceite semirrefinado con 5% de tierras.
Aceite semirrefinado con 7% de tierras.
Aceite semirrefinado con 10% de tierras.
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Los rendimientos del aceite respecto a las distintas cantidades de tierra usada
se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 7. Rendimiento de aceite usando diferentes porcentajes de tierras.
Porcentaje
de tierra
usado
Aceite inicial Aceite
neutralizado
Aceite
semirrefinado
Aceite
retenido en
las tierras
5% 100gr 55gr 37.4gr 17.6gr
7% 100gr 55gr 30gr 25gr
10% 100gr 55gr 24.3gr 30.7gr
*Datos promediados, obtenidos durante las pruebas en el laboratorio.
DETERMINACIÓN DE CONDICIONES FINALES DEL ACEITE
Para asegurarse de que el aceite tiene las características deseadas se realizan
nuevamente las pruebas que se le hicieron al momento de la recepción, dichas
pruebas deben arrojar resultados más bajos que los iniciales, indicando que el
aceite es de calidad. Si el %AGL es alto significa que no se neutralizó
completamente el aceite; si el Ip es alto significa que hay enranciamiento en el
aceite.
Tabla 8. Condiciones finales del aceite.
ANÁLISIS 5% TIERRAS 7% TIERRAS 10% TIERRAS
%AGL (Oléico) 0.1128 0.1128 0.0846
ÍNDICE DE ACIDEZ 0.2244 0.2244 0.1683
ÍNDICE DE PEROXIDOS 0.6 meq/Kg 0.5 meq/Kg 0.2 meq/Kg
HUMEDAD 0.065 0.057 0.035
%SÓLIDOS Trazas Trazas Trazas
DENSIDAD 924.5 Kg/m3 923 Kg/m3 920 Kg/m3
*De acuerdo al CODEX STAN 19-1981 todas las muestras están dentro del
rango permitido de acidez y peróxidos para su consumo humano.
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De acuerdo a los resultados obtenidos en el laboratorio, trabajar con 5% de
tierras es lo más conveniente puesto que se obtiene el mayor rendimiento de
aceite semirrefinado.
Independientemente de la coloración final obtenida con cada uno de los
porcentajes de tierra usados, siendo la muestra con 10% la que tiene un color
más aceptable, todas las muestras se encuentran dentro de los rangos
permisibles de porcentaje de ácidos grasos e índice de peróxidos para su
consumo humano.
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DISEÑO DE PLANTA PILOTO
Para el diseño de la planta y el cálculo de los flujos se tomará en cuenta en uso
de 5% de tierras diatomeas, ya que con esas cantidades se obtiene un mayor
rendimiento de aceite.
La instalación de la planta piloto será en la planta harinera. El proceso se
realizará por lotes debido a los tiempos de espera con las tierras diatomeas,
que es de entre 18 y 20 horas. Se espera que con el agitado de la mezcla se
logre reducir este tiempo pudiendo agilizar el proceso.
Para el proceso se utilizará la centrífuga de discos que se encuentra en la
misma planta, aunque es más recomendable adquirir un equipo nuevo, ya que
la centrífuga ya existente se encuentra trabajando a la par con el proceso de
elaboración de harinas.
Para la parte final que es el clarificado con tierra diatomeas, se optó por incluir
un filtro prensa en lugar de una centrífuga de platos.
Las especificaciones de diseño de ambos equipos no se incluyen en este
trabajo, puesto que se adaptarán ya sea a la centrífuga que se encuentra en la
planta o a las especificaciones de los equipos dadas por el proveedor con el
que se adquieran dichos equipos.
Así mismo, se deberá lavar cada tanque y los demás equipos antes de iniciar
un nuevo lote de producción para evitar contaminación.
Las tuberías y los tanques en los que se lleva a cabo el proceso deberán ser de
acero inoxidable para que no afecten la calidad de los aceites.
Las medidas de tuberías y la distribución en la planta no se incluyen en el diseño ya que no se cuenta con las medidas exactas ni los planos de la planta harinera, por lo que se tendrán que realizar antes de instalar los equipos.
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FLUJOGRAMA ANALÍTICO
Donde
Materias
Proceso
Operación manual
Equipo
Procesos
predefinidos
Preparación
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Figura 21. Diagrama de flujo analítico
Centrifugado
Neutralizado de
aceite crudo
Aceite
crudo
Pesado de Hidróxido
de sodio
Mezclado
NaOH
Agua
purif.
Determinación
de análisis
Pesado de tierras
Tierras
diat.
MezcladoClarificado con
tierras diatomeas
Filtrado
Almacenado
Filtro
prensa
Tanque
agitado
Centrífuga
de discos
Tanque
agitado
Tolva
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DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO CON EQUIPOS
Figura 22. Diagrama de flujo de proceso con equipos
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Tabla 9. Clave y descripción de cada equipo.
Clave Equipo Descripción
L-115 Bomba centrífuga Bombea agua al
tanque agitado
K-116 Válvula Controla el flujo del
agua hacia el tanque
L-113 Bomba centrífuga Bombea aceite crudo
al tanque agitado
K-114 Válvula Controla el flujo del
aceite crudo hacia el
tanque agitado
T-110 Tanque agitado Mezcla el agua,
hidróxido de sodio y
aceite para llevar a
cabo la neutralización
M-111 Agitador Agitador del tanque T-
110
N-112 Motor Motor del agitador M-
111
L-117 Bomba de tornillo Bombea la mezcla de
jabón y aceite a la
centrífuga
C-120 Centrífuga de discos Elimina los residuos
sólidos y el agua en el
aceite neutralizado
R-121 Tarja Recibe los residuos
que expulsa la
centrífuga
L-122 Bomba centrífuga Bombea el aceite
neutralizado al tanque
agitado
K-123 Válvula Controla el flujo de
aceite neutralizado al
tanque agitado
V-130 Tolva Mezcla las tierras
diatomeas antes de
pasar al tanque
K-131 Válvula Controla el flujo de
tierras diatomeas
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 46
hacia el tanque
agitado
T-140 Tanque agitado Se lleva a cabo la
mezcla de aceite
neutralizado y las
tierras diatomeas para
el clarificado
M-141 Agitador Agitador del tanque T-
140
N-142 Motor Motor del agitador M-
141
L-143 Bomba de tornillo Bombea la mezcla de
aceite y tierras al filtro
prensa
K-144 Válvula Controla el flujo de la
mezcla de aceite y
tierras al filtro prensa
F-150 Filtro prensa Filtra el aceite
clarificado eliminando
las tierras diatomeas
R-151 Tarja Recibe las tierras
diatomeas después de
la limpieza del filtro
prensa
L-152 Bomba centrífuga Bombea el aceite
semirrefinado al
tanque de
almacenado
K-153 Válvula Controla el flujo de
aceite semirrefinado al
tanque de
almacenado
T-160 Tanque Recibe y almacena el
aceite semirrefinado
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 47
ECUACIONES DE DISEÑO PARA CADA EQUIPO DE PROCESO
Ecuaciones de diseño y dimensionamiento de equipo.
A continuación se muestran las ecuaciones para el modelado matemático del
proceso de obtención de aceite de pescado semirrefinado.
Las densidades dependerán de la composición de la corriente. Las fracciones
másicas se indican del siguiente modo: Xcomponente/número de corriente.
En la siguiente tabla se indica el número correspondiente para cada
componente.
Número Componente
1 Aceite
2 Hidróxido de sodio
3 Agua purificada
4 Actisil 220 FF Tonsil
5 Optimum 320 FF Tonsil
6 Celatom FW-18
7 Arbocel BWW-40
8 Jabones
Todos los flujos están dados en Kg/hr, las temperaturas en °C, las presiones en
atm; Cp´s en KJ/Kg°C, densidad en Kg/m3; longitudes en m, las demás
variables se indicarán sus unidades.
Para la secuencia de cálculo de variables
Variable fija y de diseño Rojo
Variable discreta Azul
Variable calculada Negro
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 48
Equipo: Bomba L-115
*Adiabático e isotérmico
1 y 2 corrientes de agua potable
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6
Corriente 1 Corriente 2
F1 F2
T1 T2
P1 P2
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de entalpía
2.
Balance de cantidad de movimiento
3.
4.
5.
6. (
)
Donde:
WS115 = Potencia de freno (KW)
ΔP115 = Diferencia de presión (Pa)
Ei115 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P115 = Potencia de la bomba (HP)
Ed115 = Factor de eficiencia de diseño
1 2
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 49
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS115 P1 ρ1
ΔP115 T1
ρ1 F1
Ei115
Ed115
P115
NV = 6 + 6 = 12
NF = 12 - 6 = 6
NFe = 6 - 4 =2
F2 T2 P2 WS115 ΔP115 Ed115 Ei115 P115
1 X P115 5
2 X P2 4
3 X X X T2 2
4 X X F2 1
5 X X X WS115 3
6 X Ei115 6
Variables de diseño: ΔP115, Ed115
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 50
Secuencia de cálculo
𝑖115 = 1 0.12 1
𝜌1 0.27
115 = 115 1
𝜌1 𝑖115
2 = 1
2 = 1
2 = 115 + 1 115 = 115
𝑑115
ΔP115 Ed115
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 51
Equipo: Bomba L-113
*Adiabático e isotérmico
4 y 5 corrientes de aceite crudo
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6
Corriente 4 Corriente 5
F4 F5
T4 T5
P4 P5
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de entalpía
2.
Balance de cantidad de movimiento
3.
4.
5.
6. (
)
Donde:
WS113 = Potencia de freno (KW)
ΔP113 = Diferencia de presión (Pa)
Ei113 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P113 = Potencia de la bomba (HP)
Ed113 = Factor de eficiencia de diseño
4 5
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 52
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS113 P4 ρ4
ΔP113 T4
ρ4 F4
Ei113
Ed113
P113
NV = 6 + 6 = 12
NF = 12 - 6 = 6
NFe = 6 - 4 = 2
F5 T5 P5 WS113 ΔP113 Ed113 Ei113 P113
1 X P113 5
2 X P5 4
3 X X X T5 2
4 X X F5 1
5 X X X WS113 3
6 X Ei113 6
Variables de diseño: ΔP113, Ed113
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 53
Secuencia de cálculo
𝑖113 = 1 0.12 4
𝜌4 0.27
113 = 113 4
𝜌4 𝑖113
5 = 4
5 = 113 + 4 113 = 113
𝑑113 5 = 4
ΔP113 Ed113
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 54
Equipo: Tanque agitado T-110
*Considerando Pi= atm, T= amb a la entrada
Número de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 2: Agua potable NV= 1+1+2-1=3
Corriente 3: Hidróxido de sodio NV= 1+1+2-1=3
Corriente 5: Aceite crudo NV= 1+1+2-1=3
Corriente6: Mezcla aceite + jabones NV= 1+3+2-1=5
Corriente 2 Corriente 3 Corriente 5 Corriente 6
F2 F3 F5 F6 X1/6
T2 T3 T5 T6 X8/6
P2 P3 P5 P6
NV = 3+3+3+5 = 14
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto / Equilibrio de distribución (dato obtenidos de laboratorio)
2. ⁄
3. ⁄
Balance de entalpía
4.
5
3
2
6
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 55
5.
Equipo
6. ( )( )
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. ( )(𝜌 )( ) ( )
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
Cp2 Cp3 Cp5 Cp6 P2 P3 Cp2 Cp3
Vol110 tr110 ρ110 D110 P5 P6 Cp5 Cp6
H110 Da110 L110 W110 T2 T3 ρ110 ṁ
E110 J110 PN-
112 Np110 T5 F3 ΔT Np110
N110 ΔT ṁ Qm
NVt = 14 + 20 = 34 NF = 34 – 14 = 20 NFecon = 20 – 16 = 4
Dónde:
Qm = Calor desprendido (KJ)
ṁ = masa de la solución (Kg)
ΔT = Diferencial de temperatura (°C)
Vol110 = Volumen del tanque (m3)
tr110 = tiempo de residencia
ρ110 = densidad (Kg/m3)
D110 = Diámetro del tanque (m)
H110 = Altura del tanque (m)
Da110 = Diámetro del agitador (m)
L110 = Largo de la paleta del agitador
(m)
W110 = Altura de la paleta del agitador
(m)
E110 = Altura del agitador (m)
J110 = Ancho de placas deflectoras (m)
PN-112 = Potencia del agitador (w) ó (Hp)
Np = Número de potencia
N = revoluciones del agitador (rps)
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 56
Variables de diseño: F2, F5, D110, N110 Secuencia de cálculo
D110 F5 N110 F2
6 = 2 + 3 + 5
= 5
110 = 110
3
110 =𝜋 110
3
4
110 = 110 𝜌110
( 2 + 3 + 5)
1 6⁄ =0.55 5
6
6 = 2 2 2 + 3 3 3 + 5 5 5 +
6 6
8 6⁄ =0.7 2 + 3 + 0.45 5
6
110 = 110
110 = 110
4
110 = 110
5
110 = 110
𝐽110 = 110
12 112 = ( 110)(𝜌110)( 110)
3( 110)5
[
E
s
c
r
i
b
a
u
n
a
c
i
t
a
d
e
l
d
o
c
u
m
e
n
t
o
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 57
Equipo: Bomba L-117
*Adiabático e isotérmico
6 y 7 corrientes de aceite, jabón y agua de desecho
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+3+2-1 = 5 (2) = 10
Corriente 6 Corriente 7
F6 F7
T6 T7
P6 P7
X1/6 X1/7
X8/6 X8/7
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto
2. ⁄ ⁄
3. ⁄ ⁄
Balance de entalpía
4.
Balance de cantidad de movimiento
5.
6.
7.
8. (
)
6 7
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 58
Donde:
WS117 = Potencia de freno (KW)
ΔP117 = Diferencia de presión (Pa)
Ei117 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P117 = Potencia de la bomba (HP)
Ed117 = Factor de eficiencia de diseño
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS117 P6 ρ6
ΔP117 T6
ρ6
Ei117
Ed117
P117
NV = 10 + 6 = 16
NF = 16 - 8 = 8
NFe = 8 - 3 = 5
F6 F7 X1/6 X1/7 X8/6 X8/7 T7 P7 WS117 ΔP117 Ed117 Ei117 P117
1 X X P117 7
2 X X P7 6
3 X X T7 4
4 X X8/7 3
5 X X X X X1/7 2
6 X X F7 1
7 X X X WS117 5
8 X X Ei117 8
Variables de diseño: F6, X1/6, X8/6, ΔP117, Ed117
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 59
Secuencia de cálculo
F6 X1/6 X8/6 Ed117
𝑖117 = 1 0.12 6
𝜌6 0.27
117 = 117 6
4 𝑖117
7 = 6
1 7⁄ = 1 6⁄
8 7⁄ = 8 6⁄
7 = 6 7 = 117 + 6 117 = 117
𝑑117
ΔP117
ρ6
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 60
Equipo: Centrífuga de discos C-120
*Considerar P=atm, T=amb, sistema adiabático e isotérmico
Número de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 7: Mezcla aceite y jabón NV = 1+2+2-1 = 4
Corriente 8: Residuos de jabón NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 9 Aceite neutralizado NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 7 Corriente 8 Corriente 9
F7 X1/7 F8 F9
T7 T8 T9
P7 P8 P9
NV = 4 + 3 + 3 = 10
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto
2. ⁄
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
P7 P8 P9 X1/7
T7 T8 T9
7
8
9
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 61
NF = 10 – 2 = 8
NFe = 8 – 7 = 1
F7 F8 F9
1 X X X F8 1
2 X X F9 2
Variables de diseño: F7, F9
Secuencia de cálculo
F7
9 = 7 1 7⁄
8 = 7 9
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 62
Equipo: Tarja de recepción de residuos R-121
*Considerando Pi=atm, T=amb, sistema adiabático.
Numero de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 8: Residuos de jabón y agua de desecho NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 8’: Residuos de jabón y agua de desecho NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 8 Corriente 8’
F8 F8’
T8 T8’
P8 P8’
NV = 3 + 3 = 6
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Equipo
2.
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
Vol121 tr121 P8 P8’ ρ121
ρ121 T8 T8’
NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2
8 8’
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 63
F8 F8’ Vol121 tr121
1 X X Vol121
2 X X X F8’
Variables de diseño: F8, tr121
Secuencia de cálculo
F8 tr121
8′ = 8 121 = 8 121
𝜌121
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 64
Equipo: Bomba L-122
*Adiabático e isotérmico
9 y 10 corrientes de aceite neutralizado
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6
Corriente 9 Corriente 10
F9 F10
T9 T10
P9 P10
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de entalpía
2.
Balance de cantidad de movimiento
3.
4.
5.
6. (
)
Donde:
WS122 = Potencia de freno (KW)
ΔP122 = Diferencia de presión (Pa)
Ei122 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P122 = Potencia de la bomba (HP)
Ed122 = Factor de eficiencia de diseño
9 10
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 65
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS122 Ei122 P9 ρ9
ΔP122 Ed122 T9
ρ9 P122
NV = 6 + 6 = 12
NF = 12 - 6 = 6
NFe = 6 - 3 = 3
F9 F10 T10 P10 WS122 ΔP122 Ed122 Ei122 P122
1 X X P122 5
2 X P10 4
3 X X X X T10 2
4 X X F10 1
5 X X X WS122 3
6 X X Ei122 6
Variables de diseño: F9, ΔP122, Ed122
Secuencia de cálculo
𝑖122 = 1 0.12 9
𝜌9 0.27
122 = 122 9
𝜌9 𝑖122
10 = 9
10 = 9
10 = 122 + 9 122 = 122
𝑑122
ΔP122 Ed122 F9
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 66
Equipo: Tolva de tierras diatomeas V-130
*Considerando: Pi =atm y Ti=amb, sistema adiabático
Número de variables NV = 1+C+2+P-1
Corriente 11: Actisil 220 FF NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 12: Optimum 320 FF NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 13: Celatom FW-18 NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 14: Arbocel BWW-40 NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 15: Mezcla de tierras diatomeas NV = 1+4+2-1 = 6
Corriente 11 Corriente 12 Corriente 13 Corriente 14 Corriente 15
F11 F12 F13 F14 F15 X4/15
T11 T12 T13 T14 T15 X5/15
P11 P12 P13 P14 P15 X6/15
NV = 3+3+3+3+6 = 18
Ecuaciones
Balance de masa
1.
11
12
13 14
4
15
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 67
Balance de soluto
2. ⁄
3. ⁄
4. ⁄
Equipo
5. ( )( )
6.
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
tr130 L130 F11 F12 ρ130
D130 Vol130 F13 F14
ρ130 5Pi 5Ti
NVt = 18 + 5 = 23
NF = 23 – 6 = 17
NFe = 17 – 15 = 2
F15 X4/15 X5/15 X6/15 Vol130 tr130 D130 L130
1 X L130 6
2 X X tr130 5
3 X X X6/15 4
4 X X X5/15 3
5 X X X4/15 2
6 X X X F15 1
Variables de diseño: Vol130, D130
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 68
Secuencia de cálculo
15 = 11 + 12 + 13 + 14
D130 Vol130
4 15⁄ = 11
15
5 15⁄ = 12
15
6 15⁄ = 13
15
130 = 130 𝜌130
( 11 + 12 + 13 + 14) 130 =
12 130
𝜋 1302
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 69
Equipo: Tanque agitado T-140
*Considerando Pi= atm, T= amb
Número de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 10: Aceite neutralizado NV= 1+1+2-1= 3
Corriente 15: Mezcla de tierras diatomeas NV= 1+4+2-1= 6
Corriente 16: Mezcla aceite + tierras NV= 1+5+2-1= 7
Corriente 10 Corriente 15 Corriente 16
F10 F15 X4/15 F16 X1/16 X6/16
T10 T15 X5/15 T16 X4/16
P10 P15 X6/15 P16 X5/16
NV = 3+6+7 = 16
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto
2. ⁄
3. ⁄ ⁄
4. ⁄ ⁄
5. ⁄ ⁄
Equipo
15
10 16
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 70
6. ( )( )
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. ( )(𝜌 )( ) ( )
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
Vol140 tr140 ρ140 D140 P10 P15 ρ140 Np140
H140 Da140 L110 W140 P16 T15 X4/15
E140 J140 PN-142 Np140 T10 X5/15
N140 T16 X6/15
NVt = 16 + 13 = 29 NF = 29 – 14 = 15 NFecon = 15 – 11 = 4 Variables de diseño: F10, F15, D140, N140
Dónde:
Vol140 = Volumen del tanque (m3)
tr140 = tiempo de residencia
ρ140 = densidad (Kg/m3)
D140 = Diámetro del tanque (m)
H140 = Altura del tanque (m)
Da140 = Diámetro del agitador (m)
L140 = Largo de la paleta del agitador
(m)
W140 = Altura de la paleta del agitador
(m)
E140 = Altura del agitador (m)
J140 = Ancho de placas deflectoras
(m)
PN-142 = Potencia del agitador (w) ó
(Hp)
Np140 = Número de potencia
N140 = revoluciones del agitador (rps)
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 71
Secuencia de cálculo
D140 F15 N140 F10
16 = 10 + 15
140 = 140
3
140 =𝜋 140
3
4
140 = 140 𝜌140
( 10 + 15)
1 6⁄ = 10
16
4 16⁄ = 15 4 15⁄
16
140 = 140
140 = 140
4
140 = 140
5
140 = 140
𝐽140 = 140
12
142 = ( 140)(𝜌140)( 140)3( 140)
5
5 16⁄ = 15 5 15⁄
16
6 16⁄ =
15 6 15⁄
16
⁄
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 72
Equipo: Bomba L-143
*Adiabático e isotérmico
16 y 17 corrientes de aceite y tierras diatomeas
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+5+2-1 = 7 (2) = 14
Corriente 16 Corriente 17
F16 F17
T16 T17
P16 P17
X1/16 X1/17
X4/16 X4/17
X5/16 X5/17
X6/16 X6/17
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto
2. ⁄ ⁄
3. ⁄ ⁄
4. ⁄ ⁄
5. ⁄ ⁄
Balance de entalpía
6.
Balance de cantidad de movimiento
7.
16 17
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 73
8.
9.
10. (
)
Donde:
WS143 = Potencia de freno (KW)
ΔP143 = Diferencia de presión (Pa)
Ei143 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P143 = Potencia de la bomba (HP)
Ed143 = Factor de eficiencia de diseño
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS143 P16 ρ16
ΔP143 T16
ρ16 X1/16
Ei143 X4/16
Ed143 X5/16
P143 X6/16
NV = 14 + 6 = 20
NF = 20 - 10 = 10
NFe = 10 - 7 = 3
Variables de diseño: F16, ΔP143, Ed143
F16 F17 X1/17 X4/17 X5/17 X6/17 T17 P17 WS143 ΔP143 Ed143 Ei143 P143
1 X X P143 9
2 X P17 8
3 X T17 6
4 X X6/17 5
5 X X5/17 4
6 X X4/17 3
7 X X X X X1/17 2
8 X X F17 1
9 X X X WS143 7
10 X X Ei143 10
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 74
Secuencia de cálculo
F16 Ed143
𝑖143 = 1 0.12 16
𝜌16 0.27
143 = 143 16
4 𝑖143
17 = 16
1 17⁄ = 1 16⁄
4 17⁄ = 4 16⁄
17 = 16 17 = 143 + 16
143 = 143
𝑑143
ΔP143
5 17⁄ = 5 16⁄
6 17⁄ = 6 16⁄
ρ16
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 75
Equipo: Filtro prensa F-150
*Considerando Ti = amb, sistema adiabático
Número de variables NV = 1+C+2+P
Corriente 17: Mezcla de aceite con tierras diatomeas NV = 1+5+2-1 = 7
Corriente 18: Residuos de tierras diatomeas NV = 1+5+2-1 = 7
Corriente 19: Aceite semirrefinado NV = 1+1+2-1 = 3
Corriente 17 Corriente 18 Corriente 19
F17 P17 X4/17 X6/17 F18 P18 X5/18 F19 P19
T17 X1/17 X5/17 T18 X4/18 X6/18 T19
X1/18
NV = 7 + 6 +3 = 17
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de soluto
2. ⁄ ⁄
3. ⁄ ⁄
4. ⁄ ⁄
5. ⁄ ⁄
Balance de cantidad de movimiento
6.
7.
19 17
18
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
ΔP150 T17 X1/17 X6/17
T18 X4/17
T19 X5/17
NV = 17 + 1 = 18
NF = 18 – 7 = 11
NFe = 11 – 7 = 4
F17 F18 F19 X1/18 X4/18 X5/18 X6/18 P17 P18 P19 ΔP150
1 X X X ΔP150 6
2 X X X X P18 7
3 X X X X6/18 5
4 X X X X5/18 4
5 X X X X4/18 3
6 X X X X1/18 2
7 X X F18 1
Variables de diseño: F17, F19, P17, P19
Secuencia de cálculo
F17 F19 P17 P19
18 = 17 19
1 18⁄ = 17 1 17⁄ 19
18
4 18⁄ = 17 4 17⁄
18
5 18⁄ = 17 5 17⁄
18
6 18⁄ = 17 6 17⁄
18
18 = 19 150 = 19 17
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 77
Equipo: Tarja de recepción de residuos R-151
*Considerando Pi=atm, T=amb, sistema adiabático.
Numero de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 18: Residuos de tierras diatomeas NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 18’: Residuos de tierras diatomeas NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 18 Corriente 18’
F18 F18’
T18 T18’
P18 P18’
NV = 3 + 3 = 6
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Equipo
2.
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
Vol151 tr151 P18 P18’ ρ151
ρ151 T18 T18’
NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2
18 18’
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 78
F18 F18’ Vol151 tr151
1 X X Vol151
2 X X X F18’
Variables de diseño: F18, tr151
Secuencia de cálculo
F18 tr151
18′ = 18 151 = 18 151
𝜌151
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 79
Equipo: Bomba L-152
*Adiabático e isotérmico
19 y 20 corrientes de aceite semirrefinado
Número de variables
NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6
Corriente 19 Corriente 20
F19 F20
T19 T20
P19 P20
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Balance de entalpía
2.
Balance de cantidad de movimiento
3.
4.
5.
6. (
)
Donde:
WS152 = Potencia de freno (KW)
ΔP152 = Diferencia de presión (Pa)
Ei152 = Factor de eficiencia(Lt/s)
P152 = Potencia de la bomba (HP)
Ed152 = Factor de eficiencia de diseño
19 20
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 80
VARIABLES NUEVAS VARIABLES FIJAS VARIABLES DISCRETAS
WS152 P19 ρ19
ΔP152 T19
ρ19
Ei152
Ed152
P152
NV = 6 + 6 = 12
NF = 12 - 6 = 6
NFe = 6 - 3 = 3
F19 F20 T20 P20 WS152 ΔP152 Ed152 Ei152 P152
1 X X P152 5
2 X P20 4
3 X X X X T20 2
4 X X F20 1
5 X X X WS152 3
6 X X Ei152 6
Variables De diseño: F19, ΔP152, Ed152
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 81
Secuencia de cálculo
𝑖152 = 1 0.12 19
𝜌19 0.27
152 = 152 19
𝜌19 𝑖152
20 = 19
20 = 19
20 = 152 + 19 152 = 152
𝑑152
ΔP152 Ed152 F19
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
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Equipo: Tanque de almacenamiento de aceite semirrefinado T-160
*Considerando Pi=atm, T=amb, sistema adiabático.
Numero de variables NV = 1+C+2-P
Corriente 20: Aceite semirrefinado NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 20’: Aceite semirrefinado NV = 1+2+2-2 = 3
Corriente 20 Corriente 20’
F20 F20’
T20 T20’
P20 P20’
NV = 3 + 3 = 6
Ecuaciones
Balance de masa
1.
Equipo
2.
Variables nuevas Variables fijas Variables discretas
Vol160 tr160 P20 P20’ ρ160
ρ160 T20 T20’
NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2
20 20’
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 83
F20 F20’ Vol160 tr160
1 X X Vol160
2 X X X F20’
Variables de diseño: F20, tr160
Secuencia de cálculo
F20 tr160
20′ = 20 160 = 20 160
𝜌160
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 84
RESUMEN DE VARIABLES CALCULADAS FIJAS Y DISCRETAS
POR EQUIPO
Equipo Variables calculadas
Valor Variables de diseño
Valor Variables fijadas
Valor Variables discretas
Valor
L-115 Ei115 0.872114316 ΔP115 5 P1 1 ρ1 1000
Ws115 4.52922275 Ed115 0.7 T1 25
F2 790 F1 790
T2 25
P2 6
P115 6.470318215
L-113 Ei113 0.88198811 ΔP113 5 P4 1 ρ4 940
Ws113 6.030862409 Ed113 0.7 T4 25
F5 1000 F4 1000
T5 25
P5 6
P113 6.837804661
T110 F6 2040 F2 790 P2 6 Cp2 4.184
Qm 10.6359 F5 1000 P3 1 Cp3 1.465
Vol110 2 D110 1.36556706 P5 6 Cp5 1.97
Da110 0.455189021 N110 2 P6 1 Cp6 0.865
X1/6 0.269607843 T2 25 ρ110 1034
X8/6 0.730392157 T3 25 ΔT 55
T6 79.93363136 T5 25 Np110 4.9
tr110 1.013747059 F3 250 ṁ 0.132
H110 1.365567062
L110 0.113797255
W110 0.091037804
E110 0.455189021
J110 0.113797255
Pn-112 1.062193195
L-117 Ei117 0.900114111 F6 2040 P6 1 ρ6 1034
Ws117 10.95904784 X1/6 0.26960784 T6 79.93
F7 2040 X8/6 0.73039216
X1/7 0.269607843 ΔP117 5
X8/7 0.730392157 Ed117 0.7
T7 79.93363136
P7 6
P117 12.17517614
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 85
Equipo Variables calculadas
Valor Variables de diseño
Valor Variables fijadas
Valor Variables discretas
Valor
C-120 F9 550 F7 2040 P7 1 X1/7 0.27
F8 1490 P8 1
P9 1
T7 25
T8 25
T9 25
R-121 F8' 1490 F8 1490 P8 1 ρ121 1079
Vol121 1.3814844 tr121 1 P8' 1
T8 25
T8' 25
L-122 Ei122 0.508017403 ΔP122 5 P9 1 ρ9 930
Ws122 5.820645576 F9 550 T9 25
F10 550 Ed122 0.7
T10 25
P10 6
P122 11.45757123
V-130 F15 110 Vol130 0.5 F11 27.5 ρ130 288.5
X4/15 0.25 D130 1 F12 27.5
X5/15 0.25 F13 27.5
X6/15 0.25 F14 27.5
tr130 1.3115 Pi 1
L130 1.909854851 Ti 25
T-140 F16 660 F10 550 P10 1 ρ140 678.6
Vol140 2 F15 110 P15 1 X4/15 0.25
Da140 0.455189021 D140 1.36556706 P16 1 X5/15 0.25
X1/16 0.833333333 N140 2 T10 25 X6/15 0.25
X4/16 0.041666667 T15 25 Np140 5.3
X5/16 0.041666667 T16 25
X6/16 0.041666667
tr140 2.056265454
H140 1.365567062
L140 0.113797255
W140 0.091037804
E140 0.455189021
J140 0.113797255
Pn-142 0.753957116
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 86
Equipo Variables calculadas
Valor Variables de diseño
Valor Variables fijadas
Valor Variables discretas
Valor
L-143 Ei143 0.87909771 F16 660 P16 1 ρ16 678.6
Ws143 4.275215091 ΔP143 5 T16 25
F17 660 Ed143 0.7 X1/16 0.833
X1/17 0.833333333 X4/16 0.042
X4/17 0.041666667 X5/16 0.042
X5/17 0.041666667 X6/16 0.042
X6/17 0.041666667
T17 25
P17 6
P143 4.863185333
F-150 F18 286 F17 660 T17 25 X1/17 0.833
X1/18 0.615384615 P17 6 T18 25 X4/17 0.042
X4/18 0.096153846 P19 1 T19 25 X5/17 0.042
X5/18 0.096153846 F19 374 X6/17 0.042
X6/18 0.096153846
P18 1
ΔP150 -5
R-151 Vol151 0.570486499 F18 286 P18 1 ρ151 501.3
F18' 286 tr151 1 P18' 1
T18 25
T18' 25
L-152 Ei152 0.846539606 F19 374 P19 1 ρ19 930
Ws152 2.37526121 ΔP152 5 T19 25
F20 374 Ed152 0.7
T20 25
P20 6
P152 2.805847705
T-160 Vol160 0.402150538 F20 374 P20 1 ρ160 930
F20' 374 tr160 1 P20' 1
T20 25
T20' 25
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 87
RESUMEN DE CORRIENTES
No. De corriente 1 2 3 4 5
Flujo másico (Kg/hr)
790 790 250 1000 1000
Temperatura (ºC) 25 25 25 25 25
Presión (atm) 1 6 1 1 6
Desechos (Kg) 0 0 0 0 0
No. De corriente 6 7 8 8' 9
Flujo másico (Kg/hr)
2040 2040 1490 1490 550
Temperatura (ºC) 80 80 25 25 25
Presión (atm) 1 6 1 1 1
Desechos (Kg) 0 0 1490 1490 0
No. De corriente 10 11 12 13 14
Flujo másico (Kg/hr)
550 27.5 27.5 27.5 27.5
Temperatura (ºC) 25 25 25 25 25
Presión (atm) 6 1 1 1 1
Desechos (Kg) 0 0 0 0 0
No. De corriente 15 16 17 18 18'
Flujo másico (Kg/hr)
110 660 660 286 286
Temperatura (ºC) 25 25 25 25 25
Presión (atm) 1 1 6 1 1
Desechos (Kg) 0 0 0 286 186
No. De corriente 19 20 20'
Flujo másico (Kg/hr)
374 374 374
Temperatura (ºC) 25 25 25
Presión (atm) 1 6 1
Desechos (Kg) 0 0 0
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 88
INVERSIÓN
La inversión requerida para la instalación de la planta piloto se basa en el costo
de los equipos, a esto se le suma el costo por tuberías y mano de obra, que no
se incluyen en este documento.
EQUIPOS
Equipo Proveedor Cantidad Características Costo Total
Bomba
centrífuga
NETZSCH 4
Bomba de
tornillo
NETZSCH 2
Tanque
agitado
2
Tanque 1
Tarja Recipientes
del Centro
de
Querétaro
S.A. de C.V.
2 Acero
inoxidable
2.5x0.5x0.6m
Marca
MAQUINOX
15,300
mxn
30,600
Tolva UNLINE 1 D = 1m 25,500
mxn
25,500
Centrífuga
de discos
1
Filtro
prensa
Filtrantes y
refaccio0nes
industriales
S.A. de C.V.
1 Filtro prensa
Polypress400
20 placas
5.40m2
21,500
Usd
270,000
mxn
270,000
TOTAL
*Quedaron pendientes las demás cotizaciones (en espera de respuesta por parte del proveedor).
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 89
MATERIAS PRIMAS
Tierras al 5%
Reactivo Cantidad (Kg) Costo ($) Total ($)
Por mes ($)
Costo de producción (1Lt de aceite)
Actisil 220 27.5 10.67 293.425 8802.75
Suponiendo un rendimiento de 374Lts de
aceite por tonelada de aceite crudo
Optimum 320 27.5 9.6 264 7920
Celatom FW40 27.5 18.81 517.275 15518.25
Fibra BWW40 27.5 56.16 1544.4 46332
NaOH 250 23 5742 172260
Total 8361.1 250833 22.35588235
Tierras al 7%
Reactivo Cantidad (Kg) Costo ($) Total ($)
Por mes ($)
Costo de producción (1Lt de aceite)
Actisil 220 38.5 10.67 410.795 12323.85
Suponiendo un rendimiento de 300Lts de
aceite por tonelada de aceite crudo
Optimum 320 38.5 9.6 369.6 11088
Celatom FW40 38.5 18.81 724.185 21725.55
Fibra BWW40 38.5 56.16 2162.16 64864.8
NaOH 250 23 5742 172260
Total 9408.74 282262.2 31.36246667
Tierras al 10%
Reactivo Cantidad (Kg) Costo ($) Total ($)
Por mes ($)
Costo de producción (1Lt de aceite)
Actisil 220 55 10.67 586.85 17605.5
Suponiendo un rendimiento de 243Lts de
aceite por tonelada de aceite crudo
Optimum 320 55 9.6 528 15840
Celatom FW40 55 18.81 1034.55 31036.5
Fibra BWW40 55 56.16 3088.8 92664
NaOH 250 23 5742 172260
Total 10980.2 329406 45.18600823
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 90
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Debido a los cambios en las condiciones iniciales el aceite en las diferentes
muestras que se analizaban, se tuvieron que cambiar las cantidades de
hidróxido de sodio para neutralizar el aceite y eliminar la etapa de desgomado
con ácido fosfórico del método original.
Para optimizar la metodología, se trabajó con tres porcentajes distintos de
tierras y de acuerdo a los resultados obtenidos en el laboratorio, trabajar con
5% de tierras es lo más conveniente puesto que se obtiene el mayor
rendimiento de aceite semirrefinado.
Para el diseño de la planta piloto se optó por usar la centrífuga que se
encuentra en las instalaciones de la planta harinera y se incluyó un filtro prensa
para la eliminación de las tierras diatomeas.
Los cálculos de dimensionamiento para estos dos equipos no se realizaron,
puesto que para el filtro prensa se adaptará el proceso a las dimensiones que
sean proporcionadas por el proveedor del equipo y lo mismo ocurre para la
centrífuga.
Se puede concluir que los objetivos específicos si se cumplieron mientras que
el objetivo general que se enfoca en la extracción del aceite a nivel planta piloto
no se cumple por completo ya que los equipos para llevar a cabo el clarificado
se instalarán dentro de varios meses más.
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 91
RECOMENDACIONES
El aceite al contacto con el oxígeno puede fácilmente comenzar un proceso de
auto oxidación, por lo que es recomendable que al momento de almacenarlo se
sustituya el oxígeno presente en el envase añadiendo nitrógeno, el cual al ser
un gas inerte no reacciona con el aceite, dándole un mayor tiempo de vida.
Es importante considerar también el tipo de envase que se usará para su
almacenamiento. Un envase transparente permitirá el paso de la luz, la energía
de la luz ultravioleta puede iniciar el proceso de oxidación afectando la calidad
del aceite. Se recomiendan envases de aluminio o HDPE (Polietileno de alta
densidad).
El principal problema al realizar la neutralización fue el elevado porcentaje de
Ácidos grasos libres en el aceite, ya que al ser elevado, se requiere de una
mayor cantidad de hidróxido de sodio para neutralizar el aceite, pero por
encima de un 15% de AGL la cantidad de hidróxido empleada provoca que se
comiencen a saponificar no sólo los AGL sino también los triglicéridos, dando
lugar a una disminución considerable en el rendimiento del aceite.
Para evitar esto se deben cambiar los tanques de almacenado que tienen en la
planta harinera, ya que son de acero al carbón y para manejar productos
alimenticios se debe usar acero inoxidable además de que se encuentran a la
intemperie expuestos a los constantes cambios climáticos, y un cambio en la
temperatura (incremento) es uno de los principales factores para iniciar el
proceso de oxidación del aceite, lo que genera un incremento de AGL.
Adquirir una centrífuga autolimpiante nueva para uso exclusivo del proceso de
semirrefinado, ya que se pretende usar la que ya existe en la planta harinera,
misma que requiere reparaciones y se encuentra trabajando con un
rendimiento más bajo del normal. Aunado a eso la centrífuga se encuentra en
constante uso para eliminar la mayoría de los sólidos que se encuentran
presentes en el aceite crudo al salir del proceso de producción de harina.
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 92
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y VIRTUALES
1. LAWSON, HARRY. Aceites y Grasas Alimentarías Tecnología, utilización y nutrición. Editorial Acribia S.A. Zaragoza-España. 1999.
2. BROWN, GRANGER. Operaciones Básicas de la Ingeniería Química.
Editorial: Manuel Marín y CÍA Editores. Barcelona-España. 1982
3. ULRICH. Diseño y Economía de los Procesos de Ingeniería. Editorial: McGraw-Hill. 1992
4. JIMENEZ GUTIERREZ, ARTURO. Diseño de Procesos en Ingeniería
Química. Editorial Reverté S. A. Guanajuato-México
5. MATAIX VERDU, JOSE Y GIL HERNANDEZ, ANGEL. Libro Blanco de los Omega 3: Los ácidos grasos poliinsaturados omega-3 y monoinsaturados tipo oleico y su papel en la salud. Editorial Médica Panamericana S.A. Madrid, España. 2002.
6. ESPOL-ICQA (Instituto de Ciencias Químicas y Ambientales).
Laboratorio de Cromatografía. Información no publicada.
7. WINDSOR, MALCOM Y BARLOW, STUART. Introducción a los subproductos de pesquería. Editorial Acribia, Zaragoza – España. 19984.
8. VEGA, SALVADOR. Actualidad sobre ácidos omega-3 y omega-6 en la
industria y en la alimentación humana.
9. ROBALINO JAIME, JOHANNA JESSENIA. Aprovechamiento de Residuos Pesqueros Para la Obtención de Ácidos Grasos Omega-3 en el procesamiento de Productos Alimenticios. Tesis de Grado. Ingeniería de Alimentos. Guayaquil-Ecuador. 2009
10. NAVARRO GARCÍ, GERARDO. Nueva Herramienta para el Estudio de
la Oxidación de los Ácidos Grasos, una de las Causas Fundamentales de la Pérdida de Calidad de los Alimentos para la Acuacultura. Universidad de Sonora. Sonora-México. 2004
11. COVARRUBIAS REYDET, MARIA ELENA y ORTEGA MUÑOZ, KAREN
LILIAN. Ácidos grasos Omega 3 y Omega 6. Informe de residencia. Facultad de Agronomía. Pontificia Universidad de Chile. Santiago-Chile. 2002.
12. BARRERA-ARELLANO, DANIEL. Estabilidad y utilización de nitrógeno
en aceites y grasas. Lab. Óleos e gorduras, DTA Facultadade de Engenharia de Alimentos. Brasil. 1998.
Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún aleta amarilla a nivel piloto industrial.
HUMBERTO MACIAS FUENTES Página 93
13. NIETO, GALLEGUILLOS, SANHUEZA y VALENZUELA. Desodorización de aceite de pescado mediante destilación a alto vacío: preservación de las características químicas del aceite. Universidad de Chile. Santiago de Chile. 1993.
14. TRÁVEZ CASTELLANO, ANA MARICELA. Efecto de las condiciones e
almacenamiento en la oxidación lipídica y contenido de ácidos grasos poliinsaturados Omega-3 del aceite extraído de los subproductos del fileteado de trucha (Salmo trutta). Proyecto de investigación. Ambato-Ecuador. 2006.
15. VEGA Y LEON-SALVADOR, CONRRADO HERRERA-MARTHA. Los
ácidos Grasos Omega-3 y Omega-6: Nutrición, Bioquímica y Salud. Artículo. 2006.
16. Código Internacional Recomendado de Prácticas para el
Almacenamiento y Transporte de Aceites y Grasas Comestibles a Granel. CAC/RCP 36-1987 (Rev. 1-1999).
17. NMX-F-101-SCFI-2006. ALIMENTOS – ACEITES Y GRASAS VEGETALES O ANIMALES – DETERMINACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS LIBRES – MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-101-1987).
18. NMX-F-154-SCFI-2005. ALIMENTOS – ACEITES Y GRASAS VEGETALES O ANIMALES – DETERMINACIÓN DEL VALOR DE PERÓXIDO – MÉTODO DE PRUEBA.
19. NMX-F-075-1987. ALIMENTO – ACEITES Y GRASAS VEGETALES O ANIMALES – DETERMINACIÓ DE LA DENSIDAD RELATIVA.
20. NMX-F-211-1987. ALIMENTOS – ACEITES Y GRASAS VEGETALES O ANIMALES – DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Y MATERIA VOLÁTIL.
21. Información general sobre el Omega-3. Recuperado de: http://www.expertomega3.es/omega3.asp
22. Tecnología de proceso e ingeniería para harina y aceite de pescado. HAARSLEV Industries.
23. STOKER STEPHEN H, AND WALKER, EDWARD B. FUNDAMENTALS OF CHEMISTRY General, Organic, and Biological. Allyn and Bacon, Boston. Second Edition. 1991.
24. CODEX STAN 19-1981. NORMA DEL CODEX PARA GRASAS Y ACEITES COMESTIBLES NO REGULADOS POR NORMAS INDIVIDUALES.
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ANEXO A
ATÚN ALETA AMARILLA
(Thunnus albacares)
Thunnus albacares descrito por Bonnaterre, 1788
Familia: Scombridae (Macarelas, atunes, bonitos),
Subfamilia: Scombrinae
Orden: Perciformes (Forma similar a las percas)
Clase: Actinopterygii (peces con radios)
Nombre común Atún Aleta Amarilla / Yellowfin Tuna / YFT
Tamaño y peso: 239 centímetros; peso: 200.0 kilos
Edad: 8 años longevidad
Hábitat: pez de tipo pelágico de natación oceánica
Rango de profundidad natatoria: De 1 - 250 metros
Distribución y temperatura: Tropical; 15 - 31° C; 45°N - 45°S, 180°W - 180°E
Fuente: http://www.dondepescar.com/dondepescar/107-ficha_tecnica_atun_aleta_amarilla
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ANEXO B
ATUN DE OJO GRANDE
Thunnus obesus
Fam. Scombridae
Cuerpo alto; ojos grandes. Aletas dorsales muy juntas. La primera dorsal con las espinas anteriores alargadas, originando un perfil muy cóncavo. La primera dorsal con XIII-XV espinas. La segunda aleta dorsal y la anal falcadas, en forma de hoz, cada una seguida por 8-10 aletitas. Aletas pectorales moderadamente largas, en individuos de hasta 100 cm el extremo es
puntiagudo y dirigido hacia abajo y la aleta sobrepasa la base de la segunda dorsal.
El atún de ojos grandes es de coloración azul oscuro, con los costados lavados de pardo o rosa violeta. A lo largo de los flancos posee una coloración gris amarillenta. Las aletas son amarillentas o gris amarillentas. Las pínulas son amarillas.
Los jóvenes están marcados por manchas y estrías claras por la parte inferior del cuerpo. Talla: 200 cm. Peso: 100 kg. Generalmente se encuentran a mayor profundidad que otros atunes. Pez de alta mar, gran migrador que recorre miles de kilómetros. Gregario, sobre todo durante la reproducción. Carne roja muy apreciada fresca o en conserva.
Area de distribución: The Leibniz Institute of Marine Sciences (Alemania)
Fuente: http://www.viarural.com.pe/alimentos/pescados-y-mariscos/atun-de-ojo-grande/atun-de-
ojo-grande.htm
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ANEXO C Carlos Gomez ([email protected])
03:01 p.m.
Para: 'Humberto Macias Fuentes'
De: Carlos Gomez ([email protected])
Enviado: viernes, 30 de agosto de 2013 03:01:37 p.m.
Para: 'Humberto Macias Fuentes' ([email protected])
Cuente con todo nuestro apoyo, por lo pronto le adjunto anexo los precios que manejamos para estos insumos y una carta de presentación, nos
gustaría nos dieran la oportunidad de generarles alguna propuesta, y hacer pruebas para obtener la calidad deseada.
* Actisil 220 FF Tonsil el costo por Kg. Es de 10.67 pesos MN. * Optimum 320 FF Tonsil costo por Kg 9.60 pesos MN
* Celatom FW-18 costo por kg 1.38 usd * Fibra de Celulosa arbocel BWW-40 4.12 usd
Nota: estos precios son mas iva.
podríamos presentarle una propuesta que se adapte a lo que ustedes
requieren, ya sería cuestión de irlo platicando.
Quedo en espera de sus comentarios, quedo en espera de los comentarios
al respecto, saludos.
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ANEXO D
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ANEXO E
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ANEXO F
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ANEXO G
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ANEXO H
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ANEXO I
Dimensionamiento de tanques y Número de potencia