La preocupación actual por el medio ambiente, así como los nuevos hábitos de consumo
y el auge de consumo de productos de origen natural, hace que se estudien nuevos
procesos de fabricación no contaminantes, que respeten el entorno y eviten el uso de
productos químicos. Surge así los procesos con fluidos supercríticos, entre los que se
encuentra la extracción supercrítica, proceso usado para dicho proyecto.
Gracias a este nuevo método de extracción es posible acortar el tiempo de extracción,
disminuir o eliminar el consumo de solvente orgánicos, aumentar el rendimiento de
extracción y mejorar la calidad del extracto. A diferencia de los procesos tradicionales,
que requieren altos tiempos de residencia y grandes cantidades de solvente orgánicos.
Con motivo del uso de esta tecnología se lleva a la producción de alimentos sanos y de
mayor calidad, con la seguridad de estar utilizando una técnica limpia y respetuosa con
nuestro entorno. El objetivo del presente documento es el diseño íntegro de una planta de extracción del
aceite contenido en las semillas del higo chumbo, mediante tecnología de fluidos
supercríticos a escala piloto. Se realizará el estudio y diseño del extractor a la presión a
utilizar, además del dimensionamiento de los equipos complementarios necesarios. La materia prima fundamental en esta planta son las semillas del fruto de higo chumbo
(Opuntia ficus-indica), de las cuales se extraerá su aceite, gracias a una corriente de
dióxido de carbono en estado supercrítico. Por tanto, las únicas materias primas
necesarias son el dióxido de carbono y las semillas procedentes del higo chumbo. La planta piloto consta principalmente de dos extractores, en los cuales se produce la
extracción del aceite de las semillas del futo, dos separadores ciclónicos, dos
intercambiadores de calor y una bomba. El proceso se muestra en la figura adjunta.La planta va a ser alimentada por una corriente de 0,025 Kg/h de dióxido de carbono,
este va a estar almacenado en botellas de 37,5 Kg. No será necesario almacenar grandes
cantidades de dióxido de carbono, ya que el usado se va a recircular tras un proceso de
limpiado.
Por otro lado, la carga del extractor será de 5 Kg de semillas en cada extracción. Por lo
que serán necesarias 1,67 Kg de semillas en una hora. Estos frutos se almacenarán en
silos en la zona de carga de los extractores para facilitar dicha maniobra.
El proceso de extracción se realiza con dióxido de carbono en estado supercrítico, por lo
que hay que adecuar la planta para éste alcance dicho estado. En primer lugar, el dióxido de carbono sale de la bombona a 50 bar y temperatura
ambiente, por lo que es necesario aumentarle la temperatura y la presión para que
alcance el estado supercrítico. Para aumentar la presión es necesario un sistema de
bombeo, y para ello, el gas debe pasar a estado líquido. Por ello, la corriente de gas que
sale de la bombona se hace pasar por un intercambiador de calor, descendiendo su
temperatura hasta los 5ºC, cambiando el dióxido de carbono a estado líquido. Esta
corriente líquida se bombea, aumentando la presión hasta los 400 bar. Ahora ya sólo es
necesario volver a aumentar la temperatura de la corriente, para ello se conecta otro
intercambiador de calor. Así la corriente se encuentra a 35ºC y 400 bar, estando por
encima de la presión y temperatura crítica del dióxido de carbono (73,83 bar y 31,1ºC).
La corriente de fluido supercrítico es la que va a pasar por el extractor, haciendo posible
la extracción del aceite contenido en las semillas cargadas en el interior del extractor. El
paso al extractor se realiza a través de una válvula de tres vías que circula el fluido hacia
el extractor 1 o el 2, ya que uno estará preparado para la extracción y el otro estará listo
para ser limpiado y cargado de nuevo. De esta manera es posible que el proceso opere
en continuo. El extractor ha sido diseñado para soportar presiones hasta de 500 bar y 80ºC. En su
interior se alberga una canasta donde se realiza la carga de material a extraer. Consta de
un sistema de apertura fácil y de poleas para poder cargar y descargar la canasta.
El extracto pasa al sistema de separación, que consta de un separador ciclónico para
cada extractor, el paso vendrá regulado por una válvula reguladora de presión que
controla la presión en el extractor.
En el ciclón se produce la separación del producto extraído y el disolvente por
diferentes métodos.
Finalmente el aceite se recoge directamente del interior del ciclón a través de una
válvula y el disolvente se recircula a la bombona, tras pasar por un proceso de
condensación y presurización. Como conclusión, cabe destacar que se ha partido de la necesidad de diseñar un proceso
de obtención de aceite a partir de las semillas de higo chumbo, y se ha diseñado de
manera que proporciona una solución viable tanto tecnológica como económicamente.
Ya que el proceso elegido es el de mayor rendimiento de la extracción, como
demuestran estudios de experimentación
