Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún ...

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.



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.



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.



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

mailto:[email protected]

http://www.grupomar.com/

http://www.tuny.com.mx/



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



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.



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.



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.



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.



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



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.



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.



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



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,



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.



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.

http://www.escuela32.com.ar/TRUCHA.htm



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



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.



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



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



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



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



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



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



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.



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



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 %

( )( )( )



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.



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.



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.



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



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



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



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).



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



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)



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.



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.





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.



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.



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.



FLUJOGRAMA ANALÍTICO

Donde

Materias

Proceso

Operación manual

Equipo

Procesos

predefinidos

Preparación



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



DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO CON EQUIPOS

Figura 22. Diagrama de flujo de proceso con equipos



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


tierras diatomeas



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


aceite semirrefinado al

tanque de

almacenado

T-160 Tanque Recibe y almacena el

aceite semirrefinado



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



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



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



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



Equipo: Bomba L-113


4 y 5 corrientes de aceite crudo


NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6


F4 F5

T4 T5

P4 P5

Ecuaciones

Balance de masa

1.


2.


3.

4.

5.

6. (

)

Donde:






4 5




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




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



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. ⁄


4.

5

3

2

6



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)



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



Equipo: Bomba L-117


6 y 7 corrientes de aceite, jabón y agua de desecho


NV = 1+C+2-P = 1+3+2-1 = 5 (2) = 10


F6 F7

T6 T7

P6 P7

X1/6 X1/7

X8/6 X8/7

Ecuaciones

Balance de masa

1.

Balance de soluto

2. ⁄ ⁄

3. ⁄ ⁄


4.


5.

6.

7.

8. (

)

6 7



Donde:







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




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



Equipo: Centrífuga de discos C-120

*Considerar P=atm, T=amb, sistema adiabático e isotérmico


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. ⁄


P7 P8 P9 X1/7

T7 T8 T9

7

8

9



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


F7

9 = 7 1 7⁄

8 = 7 9



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.


Vol121 tr121 P8 P8’ ρ121

ρ121 T8 T8’

NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2

8 8’



F8 F8’ Vol121 tr121

1 X X Vol121

2 X X X F8’

Variables de diseño: F8, tr121


F8 tr121

8′ = 8 121 = 8 121

𝜌121



Equipo: Bomba L-122


9 y 10 corrientes de aceite neutralizado


NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6


F9 F10

T9 T10

P9 P10

Ecuaciones

Balance de masa

1.


2.


3.

4.

5.

6. (

)

Donde:






9 10




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


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



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



Balance de soluto

2. ⁄

3. ⁄

4. ⁄

Equipo

5. ( )( )

6.


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




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



Equipo: Tanque agitado T-140

*Considerando Pi= atm, T= amb


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


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



6. ( )( )

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14. ( )(𝜌 )( ) ( )


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)




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

⁄



Equipo: Bomba L-143


16 y 17 corrientes de aceite y tierras diatomeas


NV = 1+C+2-P = 1+5+2-1 = 7 (2) = 14


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. ⁄ ⁄


6.


7.

16 17



8.

9.

10. (

)

Donde:







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




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



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


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. ⁄ ⁄


6.

7.

19 17

18




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


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



Equipo: Tarja de recepción de residuos R-151



Corriente 18: Residuos de tierras diatomeas NV = 1+2+2-2 = 3

Corriente 18’: Residuos de tierras diatomeas NV = 1+2+2-2 = 3


F18 F18’

T18 T18’

P18 P18’

NV = 3 + 3 = 6

Ecuaciones

Balance de masa

1.

Equipo

2.


Vol151 tr151 P18 P18’ ρ151

ρ151 T18 T18’

NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2

18 18’



F18 F18’ Vol151 tr151

1 X X Vol151

2 X X X F18’



F18 tr151

18′ = 18 151 = 18 151

𝜌151



Equipo: Bomba L-152


19 y 20 corrientes de aceite semirrefinado


NV = 1+C+2-P = 1+1+2-1 = 3 (2) = 6


F19 F20

T19 T20

P19 P20

Ecuaciones

Balance de masa

1.


2.


3.

4.

5.

6. (

)

Donde:






19 20




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




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



Equipo: Tanque de almacenamiento de aceite semirrefinado T-160



Corriente 20: Aceite semirrefinado NV = 1+2+2-2 = 3

Corriente 20’: Aceite semirrefinado NV = 1+2+2-2 = 3


F20 F20’

T20 T20’

P20 P20’

NV = 3 + 3 = 6

Ecuaciones

Balance de masa

1.

Equipo

2.


Vol160 tr160 P20 P20’ ρ160

ρ160 T20 T20’

NV = 6 + 3 = 9 NF = 9 – 2 = 7 NFe = 7 – 5 = 2

20 20’



F20 F20’ Vol160 tr160

1 X X Vol160

2 X X X F20’



F20 tr160

20′ = 20 160 = 20 160

𝜌160



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







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







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



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


2040 2040 1490 1490 550



Desechos (Kg) 0 0 1490 1490 0

No. De corriente 10 11 12 13 14


550 27.5 27.5 27.5 27.5



Desechos (Kg) 0 0 0 0 0

No. De corriente 15 16 17 18 18'


110 660 660 286 286



Desechos (Kg) 0 0 0 286 186

No. De corriente 19 20 20'


374 374 374

Temperatura (ºC) 25 25 25

Presión (atm) 1 6 1

Desechos (Kg) 0 0 0



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).



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%


Por mes ($)


Actisil 220 38.5 10.67 410.795 12323.85



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%


Por mes ($)


Actisil 220 55 10.67 586.85 17605.5



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



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.



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.



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.



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.

http://www.expertomega3.es/omega3.asp



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

http://www.dondepescar.com/dondepescar/107-ficha_tecnica_atun_aleta_amarilla

http://www.dondepescar.com/dondepescar/107-ficha_tecnica_atun_aleta_amarilla



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

http://www.viarural.com.pe/alimentos/pescados-y-mariscos/atun-de-ojo-grande/atun-de-ojo-grande.htm

http://www.viarural.com.pe/alimentos/pescados-y-mariscos/atun-de-ojo-grande/atun-de-ojo-grande.htm



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.



ANEXO D



ANEXO E



ANEXO F



ANEXO G



ANEXO H



ANEXO I

Dimensionamiento de tanques y Número de potencia

Extracción de aceite Omega-3 de los subproductos de atún ...

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