Conceptos Basicos y Optimización del

Proceso de Blanqueo

Federico Corvetto

OBJETIVOS • Principios del Blanqueo:

• Que es el Blanqueo

• Que es la tierra de blanqueo

• Como funciona la tierra de blanqueo

• Optimización del Proceso

• Como seleccionar la mejor tierra

• Como seleccionar las condiciones de operación

• Los diferentes procesos de blanqueo

Definiendo “Calidad”

A pesar de que tecnicamente Calidad tiene un significado único, comercialmente se interpreta desde varios puntos de vista o se le da prioridad a unas variables sobre otras, siendo las mas comunes:

-- Clorofila -- Color (RB & RBD)

-- Fósforo -- Anisidina

-- Metales -- Peróxidos

-- Estabilidad Oxidativa

El Blanqueo reduce

• Elementos que dan color al aceite

• Carotenos, Luteinas, Clorofilas

• Pro-oxidantes

• Trazas de Metales, Peróxidos, Aldehidos, Cetonas

• Sub-productos de hidrólisis

• Jabones, AGL

• Fosfolípidos

Que es la tierra de blanqueo

Materia Prima

Materia prima Montmorillonita

Materia prima Oil-Dri Attapulgita/Montmorillonita

Como trabaja la tierra de Blanqueo? • Absorcion

• Llenando los poros intragranulares de las particulas de la tierra

• Filtracion • Remocion fisica por filtracion de las particulas en

suspencion

• Catalisis • La superficie activa de la tierra degrada los

peroxidos

Diferentes Niveles de Activación

• Tierras de blanqueo naturales pH 6 - 8

• Ideales para la producción de aceites orgánicos

• La mejor opción para Palma, Grasas Animales con bajo contenido de colagenos y Girasol sin clorofila

• El menor incremento de AGL

• Menor fijación de color

• Diferente de tierras neutras

• Se puede usar en Bio-diesel

Diferentes Niveles de Activación

• Tierras de superficie modificada

• Bajo nivel activación ácida pH 4 – 6

• Mejor para aceites bajos en clorofila como soya, maiz, girasol, etc.

• Menor incremento de AGL

• Alto nivel de activación ácida pH 2 – 4

• Mejor para aceites altos en clorofila como soya, canola, Colza.

• Ideales para aceites y grasas animales difíciles de blanquear

Mayor Activación Mejor Remoción de Clorofila

395

138

8162

44

130

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Chlor

ophy

ll ppb

Starting Oil: 10,213 PPB ChlorophyllConditions: 200g, 1% , 110 C, 50 mBar

Optimización del Blanqueo Variables que afectan el Proceso de Blanqueo

• Calidad del aceite crudo

• Clorofila, P, Metales, IP, VA.

• Calidad del refinado cáustico/degomado

• Nivel de activación de la tierra

• Natural, bajo ácido, alto ácido

• Uso de otros adsorbentes

• Condiciones de proceso

• Temperatura, tiempo de contacto, vacío, humedad • Naturaleza de la base mineral de la tierra

• Attapulgita/montmorillonita

Efecto de las Impurezas en la Calidad del Aceite

Selección de la Tierra de Blanqueo

• Defina y de prioridad a las variables mas importantes de calidad

• 1. Color

• 2. Clorofila

• 3. Fósforo

• 4. AGL

Selección de la tierra de Blanqueo

• Defina si filtración es un cuello de botella

• Depende del tamaño de su filtro versus el flujo de su planta (250-350 Kg/hr/m2), (10 a 12 kg solidos totales por m2)

• Defina si su aceite es Orgánico

• Tierra natural es la mejor opción y es diferente de tierra neutra. Confirme con el fabricante de la tierra

• Calidad y consistencia

Nivel de Actividad vs.

Variables de Calidad

• Clorofila: Tierras de alta activación ácida • Color RBD: Tierra Natural o de baja activación ácida • AGL: Natural, de baja activación, attapulgita • P: Attapulgita Natural o ácida • Filtración: En general tierras con base de attapulgita

filtran mejor. Hay diferentes DP. • Tipo de aceite: Orgánico – Tierra Natural

Efecto del Nivel de Activación en la Calidad del Aceite

• Entre mayor sea el grado de activación

• Mejora la remoción de clorofila

• Mejora la remoción de aldehidos y cetonas

• En algunos aceites mejora el color RB

PERO

• Puede deteriorar el color RBD

• Puede incrementar la velocidad de las reacciones de oxidación

Actividad vs. Filtración

• En algunas plantas de blanqueo la filtración puede ser clave

• Hay diferentes grados de Distribucion de Tamaño de Particula y por ende diferentes resultados en filtración

• En general cuando se compara el mismo mineral entre mas fina la tierra, mas actividad pero menos filtrabilidad. Hay excepciones

• Lo anterior no aplica al comparar diferentes minerales

Calculo del filtro e importancia de la filtrabilidad

• Calculo por capacidad de Solidos:

Max. capacidad de solidos 10 – 12 kgs tierra seca/m2/ciclo

Min. cantidad de torta en el filtro 4 kgs tierra seca/m2/ciclo

• Calculo por caudal de filtracion:

aceite refinado quimicamente: 0.30 – 0.35 mt/m2/hr

aceite refinado fisicamente: 0.25 – 0.30 mt/m2/hr

Otros Adsorbentes Usados en el Blanqueo

• Sílicatos Naturales

• Sílica Gel

• Carbón activado

Aplicación de Sílicatos Remoción de Principales Contaminantes

Clorofila – Color – VP/VA

FOSFOLÍPIDOS

METALES

JABONES

PAH PCB

Tierra de blanqueo

Silicato Natural

Sílicas/Silicato Natural

Carbón activado

Sílicas/Silicato Natural

Silicato Natural vs. Hydrogels

Start SBO

10.7 Red

Select 450

8.7 Red

Silica 10.9 Red

Condiciones: • 0.2% Dosis • 15 min • 70°C 120°C • Vac @ 75 mmHg

530

303

356

30

513

91

0

100

200

300

400

500

600

Chlorophyll ppb Soaps ppm

Starting SBO

Select 450

Silica

6.6

10.7

0.5

8.7

0.5

10.9

0

2

4

6

8

10

12

P ppm Red Color

Silicato Natural vs. Hydrogels Sílica Dosis Clorofila Rojo Amarillo Aceite inic. -------- 380 10 70 Select hum 0.15% 93 5.5 70

0.30% 53 7.9 70 Select sec 0.15% 183 8.9 70

0.30% 79 7.3 70 Hydrogel T 0.15% 345 10.1 70

0.30% 345 10.4 70 Hydrogel S 0.15% 345 10.1 70

0.30% 341 10.5 70

Silicato Natural versus Tierra de Blanqueo Capacidad de adsorción

P Ca Mg Fe Ni

Aceite Inicial

8.7 15.9 3.0 0.2 1.7

Select 0.2 0.3 0.1 <0.1 <0.1

Tierra de blanqueo

3.4 4.8 1.8 0.1 0.4

Procesos de Blanqueo • Blanqueo batch

• Blanqueo continuo

• Blanqueo con pre-tratamiento

• Sílica/Tierra filtración única

• Sílica/Tierra filtración doble

• Re-utilización de la tierra de blanqueo

• Importacia de la filtracion de pulido

Silicatos Naturales - Aplicaciones Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica

Filtracion Doble

Slur

ry T

ank

X X

Aceite Crudo

Borra /Soapstock

Centrifuga Primariae

Vacu

um D

ryer

(0

.10-

0.15

%

moi

stur

e)

Silica Usada

Tierra Decolorante

Silica

Filtro Vertical Versis

Centrifufugas de lavado

Vacu

um B

leac

her

Filtro Vertical Versis

Tierra Usada

Silicatos Naturales - Aplicaciones Eliminación de Lavado en Refinación Cáustica

Filtracion Simple

Slur

ry T

ank

X X

Aceite Crudo

Borra /Soapstock

Centrifuga Primariae

Vacu

um D

ryer

(0

.10-

0.15

%

moi

stur

e)

Tierra Decolorante

Silica

Filtro Vertical Versis

Centrifufugas de lavado

Vacu

um B

leac

her

Tierra Usada

X

Aceite Blanqueado

Eliminación del lavado Datos de planta – Aceite de Canola

Condiciones

• 0.15% Select 30 minutos a 75°C

• 1% Tierra de blanqueo 20 minutos a 120°C

• Aceite neutro con 1200 ppm jabón y P <10ppm

• Color y estabilidad oxidativa equivalentes

Resultados blanqueo

Jabón ppm

P ppm

%AGL % H20

Lavado <150 <0.5 < 0.04 0.035 Select 350 < 45 < 0.5 < 0.05 0.032

Eliminación del Lavado Datos de Planta – Aceite de Soya

Condiciones

• 0.15% Select

• 30 minutos, a 75 °C

• Secado al vacío @ 100°C y filtrado (filtro retuvo 7Kg/M2; presión final < 40 psi)

Resultados Jabón ppm

P ppm

%AGL % H20

Aceite neutro <300 25-30 < 0.03 0.32 Select 350 < 20 < 5 < 0.05 0.035

Sistema de recuperacion de tierras agotadas

SILICA BLEACHER

70°C

90°C

90°C

100-125°C

VACUUM DRYER

CAKE BACK TO MEAL PROCESS

REDUCED CLAY

BLEACHED CLEAN OIL

VACUUM BLEACHER

STAND-BY

REFINED OIL

SILICA

Efectos de las particulas de tierra en el aceite blanqueado

• Ensuciamiento de las paredes del desodorizador, partículas finas de las tierras en el desodorizador puede disminuir la estabilidad oxidativa del aceite RBD

• Decantación de las partículas en los tanques de almacenamiento

• Perdida de la calidad del aceite en el almacenamiento

Filtos de Seguridad / Pulido

Model disposable “Cartridge”

Filter

Model disposable “Bag” Filter PTS / Cricket Filter

Pulido con Consumibles MAIN LEAF FILTER

POLISHING “BAG” TYPE FILTERS

FILTERED OIL TO STORAGE / DESO

OPTIONAL CARTRIDGE FILTER

Pulido de Limpieza automatica, PTS/Criquet

MAIN LEAF FILTER

Tanque de aceite blanqueado

Filtro PTS o Criquet

Filtro cartucho o Bolsa opcional

Salida de Producto filtrado

Salida de aceite con impurezas a reproceso

Condiciones de Proceso Principales Variables de Proceso

• Dosis de tierra

• Temperatura de blanqueo

• Tiempo de contacto

• Vacío

• Humedad del aceite en el blanqueo

Interacción Entre las condiciones de Proceso y las Variables de Calidad

• Clorofila (nivel activación – dosis tierra – temp)

• Color RB (dosis tierra – temp – tiempo contacto)

• Color RBD (dosis tierra – temp – tiempo contacto)

• Fósforo y metales (dosis tierra - humedad)

• Anisidina (nivel activación – vacío)

Optimización de la Temperatura de Blanqueo

• Temperatura: Entre mas alta (max 125C – 260F)

• Mejora la remoción de clorofila

• Mejora la remoción de color RB

• Puede mejorar la velocidad de filtración

PERO

• Incrementa la velocidad de las reacciones de oxidación

• Puede aumentar el color RBD

Temperatura de Blanqueo Color RB

ACEITE DE PALMA

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

90 105 120 TEMPERATURA (°C)

CO

LOR

RB,

CEL

DA

1"

Neutra Acida

Temperatura de Blanqueo Color RBD

ACEITE DE PALMA

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

90 105 120 TEMPERATURA °C

CO

LOR

RB

, CE

LDA

5¼

"

Neutra Acida

Temperatura de Blanqueo Color RB

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

CO

LOR

RB

, CE

LDA

5¼

"

B80C B81C

ACEITE DE MAIZ

95°C 115°C

Temperatura de Blanqueo Color RBD

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

CO

LOR

RB

D, C

ELD

A 5

¼"

B80C B81C

ACEITE DE MAIZ

95°C 115°C

Optimización del Tiempo de Contacto Optimo 15 – 30 minutos

• Tiempo de Contacto: Entre mas largo (5 – 240 min)

• Mejora el color RB

• Mejora ligeramente la remoción de clorofila

PERO

• Incrementa los subproductos de oxidación

• Puede deteriorar el color RBD

Optimización del Tiempo de Contacto Color RB

ACEITE DE PALMA

8.0

8.5 9.0

9.5 10.0

10.5

11.0 11.5

12.0 12.5

13.0

30 60 120 TIEMPO (MINUTOS)

CO

LOR

RB,

CEL

DA

1“

Neutra

Acida

Optimización del Tiempo de Contacto Color RBD

ACEITE DE PALMA

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

30 60 120 TIEMPO (MINUTOS)

CO

LOR

RB

D, C

ELD

A 1"

Neutra Acida

Efectos del Vacío • Mucho vacío (<50 mmHg) puede afectar la eficiencia

del blanqueo via una rápida evaporación de la humedad en el sistema.

• Muy bajo vacío (>100 mmHg) puede afectar la oxidación, el secado y potencialmente la filtración.

• Un vacío óptimo (50 - 100mmHg) es el perfecto equilibrio entre oxidación y eficiencia durante el blanqueo.

Efectos de la Humedad del Aceite

• Humedad óptima (0.3%) mejorará la remoción de clorofila y de fósforo.

• Demasiada humedad (>0.5%) puede afectar la filtración y reducir la eficiencia del blanqueo.

• Muy baja humedad (<0.1%) puede afectar la eficiencia del blanqueo via deshidratación de contaminantes.

Efectos de la humedad del aceite Aceite de soya refinado

3

3.2

3.4

3.6

3.8

4

4.2

4.4

4.6

4.8

Low Med High Low Med High Low Med High

Contenido de agua

Col

or ro

jo

Clay A Clay B Clay C

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Low Med High Low Med High Low Med High

Contenido de agua

Clo

rofil

a pp

b

Clay A Clay B Clay C

Baja = < 0.1% Optima = 0.2 – 0.4% Alta = 0.5 % Water

Condiciones constantes: 115°C, 25” Hg, 1.5%, 45 min

Resumen

• El blanqueo es un complejo grupo de reacciones simultaneas y no todas ellas estan mejorando la calidad del aceite.

• Es preciso entender como cada condición de proceso afecta cada variable de calidad y utilizar este conocimiento para optimizar nuestro proceso.

• Cada sistema tiene sus condiciones óptimas únicas (Temp, Tiempo, Tipo de tierra, Humedad, etc).

BIBLIOGRAFIA UTIL AOCS Lipid Library: http://lipidlibrary.aocs.org/

Providing Purification Products with Superior

Technical Service World Wide

GRACIAS