Los procesos de extracción de aceites actualmente utilizados generan miscelas con una alta concentración de aceite. Ya que la deterioración química del aceite es progresiva y ésta afecta negativamente a la eficiencia del proceso de refinación es necesario el procesar al aceite tan pronto como es extraído. La refinación de aceite en estado de miscela de extracción presenta la mejor opción a este respecto. En este estudio se desarrollaron isotermas de adsorción de componentes indeseables en aceites comestibles, empleando un sistema de miscelas que simuló a la miscela de extracción de aceite obtenida en el procesamiento del ajonjolí (> 40% de aceita en la miscela) y considerando el efecto del etanol en el perfil de adsorción de cada componente investigado. El objetivo principal fue el evaluar, con aceite de ajonjolí, la posible implementación tecnológica de la refinación de miscelas de extracción por medio de adsorción, considerando además la estabilidad química del aceite obtenido.

Los datos obtenidos no se ajustaron adecuadamente a ninguno de los modelos de isoterma usualmente utilizados. Ya que los componentes del aceite participaron en reacciones de oxidación, las condiciones de equilibrio termodinámico no fueron alcanzados durante la adsorción. Sin embargo, a una concentración dado de solvente, la adsorción de los componentes del aceite observó una regresión lineal sobre su respectiva concentración inicial en la miscela (Ci). Utilizando esta relación y mediante un análisis de covariable se desarrollaron modelos de adsorción para cada uno de los componentes investigados. El modelo incluyó al parámetro Kp, cuya magnitud se relacionó con la eficiencia del sistema de adsorción en función de Ci. Sobre la base de la magnitud de Kp se recomendó un sistema de adsorción de flujo continuo a contracorriente, a fin de remover eficientemente a los carotenoides, ácidos grasos libres, peróxidos y carbonilos insaturados presentes en el aceite de ajonjolí crudo.

Para alcanzar la completa separación del adsorbente de la miscela, posterior a la adsorción y previo a la evaporación del solvente, se requirió de la adición de pirofosfato de sodio (PF) el cual floculó al carbón en suspensión. Además, el PF a un nivel del 1% incrementó la estabilidad química del aceite recuperado.

En años recientes, la investigación relacionada al proceso de adsorción aplicado a la refinación de aceites vegetales (ej., blanqueado) ha recibido una atención considerable. Esto se debe a que por medio de la adsorción, además de la remoción de compuestos coloreados puede también lograrse una disminución de metales pro-oxidantes, fosfolípidos, ácidos grasos libres y preóxidos (6, 11 ,17, 18). Estos compuestos deben de disminuirse sustancialmente en el aceite, mayor será su efecto indeseable y más difícil su remoción durante la refinación del aceite (7). Además, los antioxidantes naturales (ej., tocoferoles) presentes en el aceite disminuyen en concentración y actividad durante el almacenamiento del aceite crudo.

Es entonces deseable del reinar el aceite tan pronto como se efectúe su extracción. a fin de asegurar una refinación eficiente y con los máximos rendimientos de aceite refinado (7). Refinar el aceite en su estado de miscela de extracción (mezcla solvente: aceite) presenta la mejor opción para alcanzar los criterios anteriores.
Gracias a los avances tecnológicos en el proceso de extracción de aceites, actualmente se usa hasta un 40% menos de solvente que en los procesos de extracción tradicionales, mejorando aún la eficiencia extractiva del proceso y obteniendo concentraciones de aceite en la miscela de extracción del orden 35-40% (10). Así, menos energía es requerida en el evaporador de primer efecto durante la recuperación parcial del solvente obteniéndose miscelas con un nivel del 60-65% de aceite.

Una de las principales limitantes para alcanzar una alta eficiencia en la remoción de compuestos por medio de fenómenos de adsorción es la elevada viscosidad del medio y su efecto sobre la difusión de las moléculas hacia el absorbente. Este es el caso del proceso de blanqueado actualmente empleado en la refinación de aceites. El uso de la miscela de extracción en contraposición al uso de aceite crudo en el proceso de blanqueado, podría confrontar esta limitante, con la posibilidad de diversificar el uso de la adsorción en la refinación de aceites.

El objetivo principal de este estudio fue el establecer las isotermas de adsorción de componentes indeseables en aceites comestibles (ej., peróxidos, carbonilos insaturados, ácidos grasos libres y carotenoides), empleando un sistema que simule las condiciones de la miscela obtenida en los sistemas de extracción actuales (> 40% de aceite). Estas isotermas deberán proporcionar parámetros que evalúen la posible implementación tecnológica del uso de miscelas de extracción en la refinación del aceite de ajonjolí a través de procesos de adsorción (ej., refinación física), considerando además el efecto de compuestos parcialmente polares (ej., etanol) sobre el nivel de adsorción. El uso de solventes mixtos de extracción tipo hexano: etanol, es una práctica cada vez más utilizada para mejorar la selectividad y eficiencia del proceso de extracción de aceites.

Colateralmente, se planteó como objetivo secundario el evaluar la estabilidad química del aceite tratado por adsorción, basándose en la magnitud de las constantes de reacción que caractericen a las etapas de oxidación monomolecular y bimolecular.

• JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA TECNOLÓGICA

Los procesos modernos de extracción de aceite proporcionan miscelas con más de 40% de aceite. La eficiencia alcanzada en la remoción por adsorción de compuestos indeseables en el aceite, podría incrementarse al utilizar la miscela de extracción en lugar del aceite crudo. Principalmente en aceites que, como el de ajonjolí, presentan concentraciones bajas de fosfolípidos, los cuáles desarrollan emulsiones durante el procesamiento del aceite que disminuyen el rendimiento del aceite refinado. Aunque existen varios estudios sobre la adsorción de diversos componentes de aceites vegetales en sistemas de miscelas diluidas (ej., > 40% de aceite) (6, 12-14), estas investigaciones tienen aplicación tecnológica limitada dadas las características de los métodos actuales de extracción. No existen investigaciones de procesos de adsorción en sistemas de miscelares concentrados.

En México, el aceite de ajonjolí ocupa el segundo lugar en cuanto a volumen de exportación de aceites crudos. Este aceite se cotiza 2.3-2.8 veces más caro que los aceites crudos de cártamo y soya. La refinación eficiente de este aceite le añadiría un valor agregado, haciendo más atractivo la industrialización de esta oleaginosa.

• JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA CIENTÍFICA O TECNOLÓGICA

Los desperdicios sólidos generados del procesamiento de camarón pueden ascender hasta a un 40-80% de la captura total. En México no existen plantas procesadoras que aprovechen estos recursos por lo que simplemente se desecha, provocando además una contaminación en el medio ambiente. En el área de Guaymas, Son., se desperdicia una cantidad considerable de estos desechos conteniendo una proporción significativa de quitina, que con un método y tecnología apropiados podría ser comercializada. Ante la urgencia de incrementar la competitividad de la industria camaronera mexicana, vía el aprovechamiento de sus subproductos, y dada la importancia de la quitina y el quitosano en el mundo actual, se procedió a la realización de este trabajo que comprendió la estandarización de metodologías para la obtención de quitina y quitosano de alta calidad a nivel laboratorio, así como el análisis preliminar de la ingeniería en planta piloto.