Estudio de las variables de operación para la obtención de aceite de Maíz (Zea Mays) a partir de los residuos generados por las Empresas Molineras

Abstract

En el presente proyecto se realizó el estudio de los parámetros de proceso, para la obtención de aceite de germen de maíz (Zea mays), proveniente de los residuos generados por las empresas molineras que utilizan el maíz para la elaboración de almidón. Para ello se identifica la variedad como maíz Hualtaco, y se realiza la caracterización cualitativa y cuantitativa de la materia prima, determinando su distribución de partícula, humedad de 3.12%, densidad aparente de 0.48 g/ml, densidad real de 0.98 g/ml y una porosidad de 0.52. Se aplica el método de extracción por fluidos supercríticos, de tipo continuo, usando Dióxido de Carbono (CO2) como fluido de extracción. Para el proceso se utilizó el equipo de Eden LABS LLC de la serie Hi-FloTM 5L-2K; siendo la variable respuesta el rendimiento de extracción, que se expresa como el porcentaje de aceite obtenido respecto a la cantidad de materia prima utilizada. Mediante el diseño estadístico experimental, se realiza las pruebas con las variables independientes como la presión de extracción, tiempo de extracción y porcentaje de cosolvente, siendo el diseño factorial 23 la técnica estadística elegida, se determina el modelo matemático de regresión que describe el proceso, posteriormente a ello se realiza el análisis para las mejores condiciones de operación, donde el rendimiento de 26.51%, se lleva a cabo a 2000 psig, 12 horas de extracción y con el 10% de etanol como cosolvente. Se realiza la caracterización con el aceite obtenido de la extracción supercrítica, determinando las propiedades fisicoquímicas, dando como resultado una densidad relativa de 0.91, Índice de refracción de 1.47, Índice de acidez de 2.69 mg de KOH/g de aceite, Índice de saponificación de 190.58 mg KOH/ g Aceite, Índice de peróxido de 13.31 m-eq O2 / Kg, prueba de rancidez negativa y un análisis del contenido de ácidos grasos, siendo el ácido linoleico el mayoritario con 49.62%; propiedades que son comparadas con los límites establecidos por la Norma CODEX STAN 210 para aceites vegetales Finalmente se realiza la comparación de métodos de extracción, aplicando la extracción solido-liquido con hexano para determinar el contenido total de aceite (32.37%) y así comparar rendimientos y ventajas de cada método. Como aporte al proyecto se realiza la evaluación técnica de la extracción supercrítica en el equipo, donde por medio de una simulación en el software Termograf v5.7 se determinó que esta extracción cumple un ciclo termodinámico de 5 procesos, compresión adiabática, calentamiento isobárico, expansión isoentálpica, calentamiento isobárico y enfriamiento isobárico, además se realiza un análisis del modelo termodinámico en el que se aplica las ecuaciones de Peng Robinson y Soave Redlich Kwong por la polaridad del fluido y por la consistencia de las ecuaciones en la región critica.