Proceso de NF aplicado a separaciones en la industria oleaginosa

Abstract

Los aceites vegetales son comúnmente extraídos de la semilla oleaginosa con hexano, lo que implica un paso de recuperación del solvente a partir de una miscela(mezcla aceite/solvente). Para recuperar el hexano del aceite, se utilizan procesos de larga duración y de altos costos, como la destilación. Los procesos de membrana poco a poco han encontrado un lugar en la industria y brindan una alternativa para procesos tradicionales como destilación, extracción y evaporación. La aplicación de esta tecnología para la conservación y obtención de alimentos es claramente una tecnología emergente en este sector.Una membrana ideal para la recuperación de solvente debería combinar propiedades específicas, como alta retención de aceite y un flujo de permeado adecuado, así como resistencia mecánica, térmica y química. Pero además, debería poseer una baja retención de ácidos grasos libres (FFA).El presente estudio tiene por objetivo el uso del proceso de nano filtración de mezclas de aceite de soja/hexano para la recuperación de solvente y eliminación simultánea de ácidos grasos, utilizando membranas compuestas comerciales y preparadas en nuestros laboratorios. Se analiza la influencia de las variables operacionales (presión detransmembrana, temperatura y concentración) sobre la permeoselectividad de las membranas, así como la separación de ácidos grasos libres (FFA).En este trabajo de tesis se investigó la recuperación de solvente y eliminación de ácidos grasos libres (FFA) a partir de miscelas aceite de soja/hexano (10-35%p/p)utilizando membranas compuestas de nanofiltración resistentes a solventes orgánicos,comerciales y preparadas en nuestros laboratorios: Solsep 030306, PVDF-10SI, PVDF-12SI, PVDF-15SI, PVDF-10SI-1PC, PVDF-10SI-2PC, PVDF-10SI-2GL y PVDF-AC. Las ocho membranas fueron estructuralmente caracterizadas mediante microscopía electrónica de Barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersiva de rayos x (EDS),medidas de ángulo de contacto y corte de peso molecular (MWCO). Las experiencias de permeación se realizaron en una celda de extremo cerrado. Se estudió el efecto depresión (5-20 bar) y temperatura (30-50ºC) en el flujo permeado de solventes (hexano,isopropanol y etanol) y miscelas, la retención de aceite y la separación de FFA. Se realizó la interpretación y análisis de resultados obtenidos mediante la aplicación del modelo de flujo viscoso, lográndose establecer que la variable operacional que mas afectaba la velocidad del proceso era la presión.XXVI. Se determinó que las membranas PVDF-12SI y PVDF-10SI-1PC presentaron las mejores características permeo selectivas, alcanzando valores de flujo de permeado ~20l/m2h y de rentenciones ~80 para aceite (Δp=20 bar y T=30°C), logrando una separación simultánea de los acidos grasos (βFFA(PVDF-12SI)=1,75 y βFFA(PVDF-10SI-1PC)=2,43).Finalmente se diseñaron dos modelos de proceso continuo de recuperación desolvente en cascada usando las membranas compuestas de nanofiltración que presentaron mejores condiciones de permeo selectividad, en módulos tipo espiralado. Los resultados de este trabajo de investigación indican que la tecnología de membranas es efectiva para el tratamiento de miscelas aceite/hexano procesadas en la industria oleaginosa.