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ducción de los costes de extrac-ción, pasando de las instalacio-nes discontinuas por presión alas continuas basadas en la cen-trifugación de las pastas para laseparación de las fases, actual-mente se tiende a modificar elciclo de extracción a fin de me-jorar la calidad de aceite y de re-ducir o eliminar la producciónde alpechín. La centrifugaciónde la pasta de aceituna es laoperación básica más compleja,y donde se han producido últi-mamente mayores cambios tec-nológicos [7]; esta operación deseparación se produce en el de-cantador centrífugo horizontal odecánter, y el objetivo del pre-sente trabajo es profundizar enel estudio teórico del decánter yanalizar la influencia de las va-riables de funcionamiento conel fin de determinar los paráme-tros que puedan aumentar la efi-cacia de los equipos.

En la actualidad, el proceso deextracción del aceite de oliva vir-gen llevado a cabo en una alma-zara se realiza mediante el siste-ma continuo de centrifugaciónen dos o tres fases. Después demolida y batida la pasta, se rea-liza una centrifugación (a la quese puede añadir agua o dejarlatal cual), según el número de sa-lidas del decánter se dice que elsistema es de dos o tres fase. Enel sistema de tres fases se pro-duce una separación del aceite(fase oleosa), alpechín (faseacuosa) y orujo (fase sólida);mientras que en el sistema dedos fases se obtiene sólo aceite yorujo de acuerdo con los esque-mas de las figuras 1 y 2.

Para obtener un aceite de olivade calidad deben respetarse almáximo las cualidades naturalesque tiene el zumo del fruto delolivo. El aceite presente en lasaceitunas se aloja en las célulasdel mesocarpio encerrado en sumayor parte en las vacuolas, ydisperso, en menor medida, enel tejido coloidal del citoplasma;es condición indispensable ex-traerlo por procedimientos me-cánicos, de forma que las dimi-nutas gotas se unan en gotasmás grandes y puedan formaruna fase líquida continua. En unproceso racional de extracciónhay que cuidar mucho los deta-lles, en efecto, la tecnología oleí-cola tiene como objetivo funda-mental el extraer la mayor canti-dad de aceite pero perjudicandolo menos posible la calidad delproducto inicial.

Durante muchos años los es-fuerzos se han dirigido a la re-

1. Introducción

Centrifugación de la pastade aceituna para laobtención de aceite deoliva virgen

F. Espínola LozanoDpto. de Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales

E.U. Politécnica de Linares. Universidad de Jaén

En este trabajo se exponenunos conocimientos

relacionados con lasprincipales variables que

intervienen en la centrifugaciónde la pasta de aceituna para la

obtención de aceite de olivavirgen. En sentido estricto, se

describe la influencia quepueden tener: el tiempo deresidencia de la pasta, la

temperatura, la adición deagua a la pasta antes de la

centrifugación, los espesores delas fases líquidas y otros

parámetros de diseñopropiamente dichos como la

velocidad angular, la longitud yel radio del decánter

(centrífuga horizontal) queconstituye el equipo

fundamental del sistemacontinuo de extracción llevado

a cabo en una almazara. Delestudio se deduce que eldecánter ofrece muchas

posibilidades para mejorar laeficacia en la extracción de

aceite de oliva virgen tanto enla cantidad como en la calidad.

Aceites y Grasas

Figura 1. Esquema del proceso de extracción del aceite de oliva virgen por centrifugación en tres fases.

centrífuga, y basándonos en lahipótesis de que el tiempo desedimentación y el tiempo deretención (tr) deban ser iguales;se tiene que el tamaño de partí-cula que tiene una probabilidaddel 50% de depositarse vienedado por la expresión:

2 r2318 µln (–––––)r23 + r21d2

50 = ––––––––––––– (3)2 ∆ρω2 tr kh ks

En esta ecuación se han intro-ducido dos coeficientes kh y ks[6], para considerar el elementodiferencial de la fuerza de roza-miento cuando actúa sobre unapartícula sólida, o una gota delíquido, kh, y la sedimentaciónimpedida debida a la concentra-ción de sólidos en suspensión,ks.

Las gotas de líquido dispersaspueden cambiar de forma a me-dida que se mueven en una fa-se continua. El rozamiento tien-de a aplanar las gotas pero latensión superficial se opone aeste efecto. Debido a su granenergía superficial por unidadde volumen, las gotas de apro-ximadamente 500 µm son casiesféricas y tienen coeficientesde rozamiento y velocidades lí-mite aproximadamente igualesque las esferas sólidas. El coefi-ciente no es exactamente el mis-mo debido a que la fricción desuperficie tiende a desarrollarmodelos de circulación en el in-terior de la gota que cae, y elmovimiento de la interfase gas-líquido da lugar a que el roza-miento total sea algo menor queen el caso de una esfera rígida.Hadamard [11] demostró que si

Un decantador centrífugo constade un recipiente cilíndrico, queen general se coloca horizontal-mente, y que gira alrededor deun eje a gran velocidad (Fig. 3).

Cuando el aparato está en fun-cionamiento, la alimentación seintroduce de forma continua. Ladescarga del líquido ligero sehace a través de un orificio pró-ximo al eje; y el líquido pesadopasa por debajo de una placaanular perpendicular al eje derotación y descarga en una posi-ción más alejada del eje. Si la re-sistencia de fricción al flujo delos líquidos que salen del reci-piente es despreciable, la posi-ción de la interfase líquido-líqui-do se establece en función deun balance hidrostático y las al-turas relativas (distancia radial aleje) de las salidas.

1 1––– ρA ω2 (r23 -r2w =–– ρA ω2 (r23 -r

22)+2 2

1+ –– ρO ω2 (r22 -r21) (1)2

De esta expresión se puede ob-tener el valor de r2, distancia dela superficie de separación delos líquidos al eje de giro de lacentrífuga en función del radiode la represa por donde sale ellíquido más pesado, rw, y el ra-dio de la superficie del líquidoligero r1:

–––––––––––––––r1

2 - (ρA / ρO)r2w r2 =√ ––––––––––––––– (2)1- ρA / ρO

Por otra parte, del análisis teóri-co de la separación de las fasessólida-líquida por decantación

72

Aceites y Grasas

Figura 2. Esquema delproceso deextracción del aceite de oliva virgenpor centrifugaciónen dos fases.

Las centrífugas se utilizan paraseparar partículas finas y peque-ñas gotas de líquidos. La ecua-ción del movimiento de unapartícula que se desplaza en unfluido bajo la acción de un cam-po centrífugo, será parecida a ladel desplazamiento de una par-tícula en un campo gravitatorio,exceptuando que la aceleraciónde la gravedad, g, debe ser sus-tituida por la aceleración centrí-fuga, rω2, donde r es el radio degiro y ω es la velocidad angular.

La velocidad de sedimentaciónde las partículas será mucho ma-yor en una centrífuga que en uncampo gravitatorio. Un coloideo una emulsión puede ser com-pletamente estable bajo la ac-ción ordinaria de la gravedad,ya que en estas condiciones lasfuerzas de dispersión originadaspor el movimiento brownianoson mucho mayores que lasfuerzas de gravedad. Sin embar-go, en una centrífuga el coloide,o la emulsión puede destruirsecompletamente ya que la fuerzacentrífuga puede superar losefectos de las fuerzas de disper-sión. La relación entre la acele-ración centrífuga y la de la gra-vedad (rω2/g) constituye unamedida del poder de separaciónde una centrífuga. Esta relaciónpuede tener un valor de hasta104 [5].

2. Aspectos teóricosde la decantacióncentrífuga

Figura 3. Esquema de undecantadorcentrífugo en lacentrifugaciónde la pasta deaceituna.

dad. Es una aproximación com-parativa porque se ignora la di-fusión browniana, las corrientesde convección y otros efectos.

El decantador centrífugo que seutiliza en las almazaras, figura 4,consta de un tambor cónico-ci-líndrico de eje horizontal, quegira a gran velocidad, sometien-do a la pasta a una centrifuga-ción. Esta se introduce dentrodel tambor mediante un tuboaxial. Un tornillo sinfín dispues-to dentro del tambor, y cuya ve-locidad de rotación es un pocodistinta a la de éste, produce unlento movimiento relativo deltornillo con relación al tamborque permite extraer los sólidospor una salida situada en el ladode menor diámetro del cono.Un separador dispuesto en el la-do opuesto del cono permiteobtener las dos fases líquidas. Lamáquina se completa con uncárter externo de proteccióncontra el riesgo que representanlas partes giratorias, el motoreléctrico y los mandos de trans-misión.

La pasta de aceituna se inyectaen el interior del tornillo sinfínpor medio de un conducto o ca-ña, y gracia a la fuerza centrífu-ga aparecen tres capas sucesi-vas, escalonadas por orden dedensidad: una capa exterior for-mada por sólidos húmedos dedensidad 1,2 g/cm3, en el centrouna capa líquida de densidad1,08 g/cm3, formada principal-mente por agua y una capa in-terior, por ser más ligera quecontiene la mayor parte de lafracción oleosa de densidad0,915 g/cm3. El tornillo sinfín re-cupera la capa sólida que se de-posita continuamente en la pa-red del bowl, desplazándose po-co a poco hacia el extremo delcono hasta la salida que se ledestina, y escapándose de éstapor centrifugación. El punto enque la caña descarga la pasta deaceituna en el decánter puedeser regulado, obligando a acor-tar o alargar los recorridos res-

3. El decánterindustrial

se desprecian los efectos deenergía superficial, la velocidadfinal de caída de una gota, de-terminada mediante al ley deStokes, debe multiplicarse porun factor kh para considerar lacirculación interna, que se cal-cula mediante la expresión:

3µ + 3µ1kh = –––––––– (4)

2µ + 3µ1

Donde µ es la viscosidad delfluido continuo y µ1 la del flui-do que forma la gota o burbu-ja. Si µ1/µ es grande, kh tiendea 1, caso de la gota de aceiteen agua; y si µ1/µ es pequeño,kh tiende a 1,5, como ocurrecon el caso de la gota de aguaen aceite. En general, las gotasde líquido viscoso pueden tra-tarse como partículas rígidas,cuando la razón de la viscosi-dad de la fase dispersa a la vis-cosidad de la fase continua, ex-ceda de 50.

Por otra parte, la velocidad desedimentación de las partículasen una suspensión concentradadisminuye debido al incrementotanto de la viscosidad de la sus-pensión como de la densidad,se dice que las partículas gran-des son retardadas y las peque-ñas son aceleradas. Se han lle-vado a cabo numerosos intentospara predecir la velocidad apa-rente de sedimentación de unasuspensión concentrada, utili-zando la densidad y la viscosi-dad de la suspensión en lugarde las propiedades del fluido,en esta línea, Steinour [17], apartir de sus experimentos desedimentación de tapioca enaceite, propone multiplicar lavelocidad dada por la ley de

Stokes por:

ks = e2 10-1,82 (1-e) (5)

donde “e” es la porosidad de lasuspensión.

Por otra parte, teniendo encuenta que el caudal de flujovolumétrico, “Q”, viene dadapor la relación entre el volumenútil de la centrífuga, “V”, y eltiempo de retención, tr.

V π (r23 - r21) LQ = ––– = –––––––––––– (6)tr tr

Se puede expresar la velocidadde flujo volumétrico de la ali-mentación como:

Q = 2 vsg ∑ (7)

donde vsg es la velocidad de se-dimentación por gravedad,

d250 ∆ ρ g khksvsg = ––––––––––––– (8)

18µ

y ∑ se define como el coeficien-te dinámico de productividad:

ω2 r23 - r21∑ = ––– π L –––––– (9)g 2r23ln ––––r23 + r21

Para las centrífugas tubulares,por aproximación logarítmica, laecuación anterior se puede es-cribir como:

ω2 3 1∑≅ ––– π L ( – r23 + –– r12 ) (10)g 2 2

Teóricamente ∑ representa elárea (m2) de un tanque de sedi-mentación de la misma capaci-

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junio 00

Figura 4. Corte de undecantadorcentrífugo de tres fases.

batido y el dilacerado, y una vezrealizada la integración de lasgotas, sólo falta separarlas porcompleto mediante la centrifu-gación. En el proceso de centri-fugación se producen tres ca-pas, como consecuencia de es-tos cuatro procesos:

1. Sedimentación de partículassólidas en la capa de agua.2. Sedimentación de partículassólidas en la capa de aceite.3. Separación de las gotas deaceite de la capa de agua.4. Separación de las gotas deagua de la capa de aceite.

De los cuatro procesos los máslentos o de menor eficacia sonlos de separación de partículaso gotas de agua del aceite, debi-do fundamentalmente a la dife-rencia de viscosidad entre elaceite y el agua. En la figura 5 sepuede observar gráficamente lasvariaciones de viscosidades delagua y del aceite en función dela temperatura.

No obstante, el proceso de ma-yor interés para nosotros es elde separación de la gotas deaceite de la capa acuosa. Para larealización de un análisis deta-llado las principales variablesque pueden influir en el funcio-namiento del decánter son:

a) Parámetros de diseño del de-cánter: velocidad angular, longi-tud y radio del decánter.b) Tiempo de residencia de lapasta o caudal volumétrico.

pectivos de las fases líquidas osólidas.

El separador que está en la otraextremidad sirve para extraer enfuncionamiento continuo cadauna de las dos fases líquidas dis-tintas que se separan en el bowl.Este separador necesita variosajustes, el primero tiene por ob-jeto regular la altura de la capatotal del líquido en el tambor, loque produce un efecto secunda-rio, al contribuir en el grado desecado de la fase sólida, y el se-gundo permite controlar loscaudales respectivos de cadauna de las dos fases líquidas[10]. Con alimentaciones forma-das por suspensiones espesas, lacapacidad de una máquina tam-bién está limitada por el par defuerzas que puede soportar eltransportador helicoidal. (Fig 4).

En el decánter cónico-cilíndricoel valor de ∑ se toma como lasuma de los valores de la sec-ción cilíndrica y cónica:

ω2 3 1∑ = –––– π [ L1 ( –ri2 + – r1

2 ) + g 2 2

ri2+3ri+4r1

2

L2 ( –––––––––––)] (11)4

donde: L1 es la longitud de lasección cilíndrica y L2 es la lon-gitud de la sección cónica. Estafórmula [15] es teórica y habríaque corregirla en la práctica.Ambler recomienda reducirla un6% debido a la disminución devolumen efectivo dentro de lacentrífuga, ocupado por el torni-llo sinfín, y multiplicarla porotro factor debido a la reduc-ción del volumen útil ocupadopor la capa de sedimento sóliday que puede llegar a ser del or-den de 0,67.

Al aumentar la escala el rendi-miento de sedimentación será elmismo si el valor de Q/∑ esigual para dos máquinas.

Q1 Q2–––– = –––– = constante (12)

∑1 ∑2

Por otra parte, con el fin de ga-rantizar que se pueda compararla eficacia de máquinas con ca-racterísticas geométricas y ciné-ticas diferentes, los tiempos desedimentación deben ser igualesy, por consiguiente se puededeterminar la altura eficaz de se-dimentación con la expresión:

V1 V2–– = –– = constante = He (13)∑1 ∑2

Si aumenta He lo hará el tiemponecesario para completar la se-dimentación [3].

La pasta de aceituna desde elpunto de vista físico-químico esun sistema complicado, no obs-tante, la podemos considerar co-mo una emulsión de aceite enagua con una gran concentra-ción de sólidos en suspensión(25% de aceite, 45% de agua y30% de sólidos, como valoresmedios). Existen pastas fácilesque rinden su aceite con facili-dad, y pastas difíciles, que seextraen con suma dificultad ymalos rendimientos, este hechopuede atribuirse en gran parte alas diferencias que los procesosquímicos y enzimáticos originanen las fases sólidas de la misma.Esto mismo explica también elque una pasta pueda pasar dedifícil a fácil sólo con el trans-curso del tiempo.

Es un hecho conocido que lasgotas de grasa se encuentran enel interior de las células recu-biertas de una membrana de na-turaleza proteica. Desde el pun-to de vista práctico, en lo querespecta a la extracción del acei-te de oliva, el interés se estable-ce en la forma de romper lasmembranas, eliminarlas o alte-rarlas lo suficiente para que to-do el aceite pueda reunirse engotas grandes fácilmente separa-bles. El método para reunir lasgotas de aceite es mediante el

4. Análisis de lainfluencia de lasvariables defuncionamiento deldecánter

74

Aceites y Grasas

Figura 5. Viscosidadesdel aceite deoliva y delagua en función de latemperatura[9].

quido ligero se separa del pesa-do, y en la fase ligera, ocurre locontrario. Si uno de los procesoses más difícil que el otro, nece-sitará más tiempo para realizar-se. Por ejemplo, si la separaciónen la fase ligera es más difícilque en la fase pesada, como esnuestro caso, la fase ligera ha deser grande y la fase pesada pe-queña. Esto se consigue despla-zando la zona neutra hacia lapared, bien aumentando rw obien disminuyendo r1. Se cons-truyen muchos separadores cen-trífugos de forma que se puedevariar tanto rw como r1 con el finde controlar la posición de lazona neutra.

4.4. Adición de agua a lapasta de aceituna antes dela centrifugación–––––––––––––––––––––––––––––––

Con respecto a las instalacionestradicionales de centrifugación,las innovaciones tecnológicasmás importantes han ido dirigi-das a la eliminación o fuerte re-ducción de la adición de agua ala pasta de aceituna antes de laextracción del aceite de olivapor centrifugación.

La reducción del volumen deagua añadida actúa directamen-te en la decantación de las par-tículas sólidas o gotas de líqui-do, debido al aumento de la vis-cosidad de la pasta, la cual esdirectamente proporcional altiempo de sedimentación, obien un aumento de la concen-tración de sólidos en suspensióny por tanto una disminución deks. No obstante, pruebas experi-mentales sobre la viscosidad dela pasta [4] han puesto de relie-ve que cuando se trata de tasasde humedad del orden del 50%,las adiciones ulteriores de aguano producen variaciones excesi-vas de la viscosidad y, en con-secuencia, del tiempo de sedi-mentación.

Teniendo en cuenta que la com-posición de la aceituna (hume-dad inicial próxima al 50%) esposible, con algunas modifica-ciones del extractor, trabajar la

c) Espesores de las fases líqui-das y posición de la interfase.d) Adición de agua a la pasta deaceituna antes de la centrifuga-ción.e) Sistema de evacuación de lasfases: tres salidas (tres fases) odos salidas (dos fases).f) Temperatura de la pasta.

4.1. Parámetros de diseñodel decánter: velocidadangular, longitud y radio deldecánter–––––––––––––––––––––––––––––––

Según la ecuación 9, el coefi-ciente dinámico de productivi-dad, ∑, depende bastante de lavelocidad angular, ω, longitud,L, y radio del decánter, r3. Ob-servándose un aumento de ∑con estas tres variables, másacusado en el caso de la veloci-dad angular; por tanto, y conobjeto de aumentar la eficaciade un decánter se debe aumen-tar estos parámetros hasta los lí-mites permitidos por la máqui-na, es decir, la máquina debeaguantar el aumento del par defuerzas que suponen.

De la ecuación 9 también se de-duce que interesa aumentar r1puesto que para un r3 constante,hace disminuir el espesor delanillo que forma la pasta en lacentrífuga con el consiguienteaumento de ∑. No obstante, es-te aumento tiene las limitacionesque se comentarán más adelan-te.

4.2. Tiempo de residenciade la pasta o caudalvolumétrico–––––––––––––––––––––––––––––––

El aumento del tiempo de resi-dencia de la pasta de aceitunadisminuye el tamaño de partícu-la o gota que se puede separar(ecuación 3). No obstante, paraun volumen útil de la centrífuga,“V”, el caudal de flujo volumé-trico, “Q”, es inversamente pro-porcional al tiempo de residen-cia, (ecuación 6), luego en uncontexto más amplio de optimi-zación económica del proceso,el aumento del tiempo de resi-dencia en la centrífuga puede

suponer, en principio, una dis-minución de la producción ymayores costes unitarios [8].

Desde el punto de vista de la ca-lidad del aceite, un aumento de“Q” puede producir un aumentoen el contenido de polifenoles,Jiménez et al. [12], por tanto,aceites más amargos, y en con-secuencia más estables a la oxi-dación. No obstante, los autoresjustifican este comportamientopor el hecho de que un aumen-to del caudal de masa originauna reducción del tiempo de ba-tido de ésta en la termobatidora.Esto puede justificarse por el he-cho de que a menor tiempo debatido, las fases líquidas estánmenos tiempo en contacto conlo que la difusión de las compo-nentes polares de los polifeno-les hacia la fase acuosa tambiénes menor, originando a su vezuna menor pérdida de estos an-tioxidantes naturales en el acei-te de oliva.

4.3. Espesores de las faseslíquidas y posición de lainterfase–––––––––––––––––––––––––––––––

En la ecuación 2 se observa queel radio de la zona neutra r2, va-ría con la relación de densida-des, especialmente cuando estarelación es próxima a la unidad.Si las densidades de los fluidosson sensiblemente iguales, lazona neutra puede ser inestable.Para que la operación sea esta-ble, la diferencia entre ρA y ρBno ha de ser inferior al 3% apro-ximadamente [14].

La ecuación indica además quesi rw se mantiene constante y seaumenta r1, (radio del conductode salida para el líquido pesado)la zona neutra se desplaza haciael eje del aparato. Si se disminu-ye r1, la zona se desplaza haciala pared. Un aumento de rw,manteniendo constante r1, pro-voca también un desplazamien-to de la zona neutra hacia la pa-red, mientras que una disminu-ción de rw, la desplaza hacia eleje. La posición de la zona neu-tra es muy importante en lapráctica. En la fase pesada, el lí-

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puede salir con mayor númerode sólidos en suspensión y máshúmedo, por lo que se precisa-rá de una filtración y una poste-rior centrifugación en una cen-trífuga vertical de discos de altaeficacia.

En la figura 6 tenemos una grá-fica en la que se representa eldiámetro de la gota de aceite,d50, que se separa de la faseacuosa en función del tiempode residencia a 35 °C, según laecuación 3, para un decánter dedos fases con las siguientes ca-racterísticas técnicas: L = 0,41 m;ri = 0,235 m; w = 366 rad/s. Pa-ra lo cual se ha fijando un r1=0,08 m que nos permite calcularr2 y r3 para una pasta de aceitu-na de la siguiente composiciónvolumétrica: 28% aceite, 46%agua y 26% sólidos.

En el caso de un cambio conti-nuo o brusco de la concentra-ción de sólidos, en estos nuevosdecánter que tienen una adiciónde agua limitada, sería oportunodotar a la instalación de un sis-tema regulador de la diferenciade revoluciones entre el tornillosinfín y el bowl, ∆w, ya que laviscosidad se hace muy elevaday las partículas tienden a depo-sitarse a una velocidad muy re-ducida e independiente de sudiámetro, los mismo ocurre si el

pasta de aceituna sin añadiragua o con pequeñas tasas dedilución que no sobrepasen el20% del peso inicial.

Para compensar el aumento deviscosidad de la pasta es conve-niente aumentar el coeficientedinámico de productividad, sinmodificar las dimensiones exter-nas del aparato con ligeros au-mentos de r1. Este aumento re-quiere una evaluación más afondo del eventual arrastre deaceite de oliva en los orujos; portanto, parece oportuno intentarque el espesor de agua permitasuperar el límite de arrastre deltornillo sinfín.

De los datos analíticos se des-prende que la disminución deltiempo de retención reduce laposibilidad de separación tantode las partículas sólidas comode las fase-líquidas, y por consi-guiente, favorece la dispersióndel aceite en el agua; cuando sereduce sensiblemente el tiempode retención, las dificultades dela sedimentación de las partícu-las aumentan cada vez con ma-yor rapidez. Por tanto, una vezfijado el tiempo de retenciónóptimo, en función del volumende la pasta de aceituna y delagua añadida, conviene no ale-jarse demasiado de las condicio-nes mencionadas, es importan-te ante todo no excederse en elvolumen de agua añadido, debi-do a la incidencia negativa y aveces incluso sensible que tienedesde el punto de vista del ren-dimiento. Se pueden aceptar pe-queños incrementos del volu-men aportado siempre que nose incremente el agua añadida.

Desde el punto de vista de la es-tabilidad del aceite obtenido, amayor relación agua/aceite, seproduce un lavado del aceitemás intenso, obteniéndose, enconsecuencia, aceites menosamargos y de menor estabilidad.Respecto a la temperatura delagua, se aprecian diferenciassignificativas cuando éstas sehacen extremas, la estabilidaddisminuye más cuanto más ca-liente está el agua.

4.5. Sistema de evacuaciónde las fases: tres salidas(tres fases) o dos salidas(dos fases)–––––––––––––––––––––––––––––––

Las instalaciones tradicionalesde obtención de aceite de olivavirgen por centrifugación hanutilizado el sistema de evacua-ción del decánter utilizando tressalidas, que coincide con el sis-tema descrito hasta ahora en es-te trabajo. En las nuevas instala-ciones se ha modificado el siste-ma de evacuación reduciéndoloa dos salidas (dos fases).

En el nuevo decánter de dos fa-ses se pierde el control de la in-terfase con rw, ya que sólo tene-mos una salida de líquidos con-trolada con mediante r1, que sedebe aumentar pero sin superarel límite de arrastre del tornillosinfín.

Tampoco se añade agua, a noser que la aceituna esté dema-siado seca y deba compensarseesa falta de humedad con unapequeña adición de agua. Elrendimiento no debe verse muyafectado si se controla el caudalvolumétrico, o lo que es lo mis-mo el tiempo de retención, y sa-biendo que el aceite necesitamenos tiempo para separarsedel agua. El aceite, sin embargo,

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Aceites y Grasas

Figura 6. Diámetro departícula, d50, que sesepara enfunción deltiempo de residencia, tr.

espesor del anillo de líquido sereduce sensiblemente [3]. Estadiferencia de velocidades influ-ye fundamentalmente en la ve-locidad de arrastre del tornillode Arquímedes.

En cuanto a la calidad del acei-te, se ha comprobado por variosautores, entre ellos Ranalli et al.[16], que es mejor el aceite pro-ducido por el sistema de dos fa-ses frente al sistema convencio-nal de tres fases, el aceite de dosfases tiene mayor contenido enpilofenoles totales y o-difenoles,otorgándole a éste mayor estabi-lidad durante el almacenamien-to.

4.6. Temperatura de lapasta–––––––––––––––––––––––––––––––

La temperatura influye decisiva-mente sobre la viscosidad, unaumento de temperatura suponeuna disminución de la viscosi-dad, siendo más acusada en elaceite que en el agua (Fig. 5).

La figura 7 muestra el caso de laseparación de gotas de aceite dela capa acuosa, observándose elefecto de la temperatura. Esteefecto es más acusado en el ca-so de separación de gotas deagua o partículas sólidas de lacapa de aceite porque la varia-ción de la viscosidad del aceitecon la temperatura es mayor.

Los polifenoles y, por tanto, laestabilidad aumenta de formasignificativa al elevarse la tem-peratura de la masa. Un incre-mento de ésta produce una dis-minución de la viscosidad de lamasa, en general, y del aceite enparticular, con lo que se favore-ce, por un lado, el paso de com-ponentes fenólicos desde la ma-teria sólida a las fases líquidas, ypor tanto, la constante de difu-sión entre estas fases líquidas.Sin embargo, un aumento detemperatura supone una reduc-ción sensible o desnaturaliza-ción de la vitamina E (alfa-toco-ferol) y numerosos compuestosvolátiles responsables del aromaespecial del aceite, entre elloshay alcoholes, cetonas, ésteres,

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d: diámetro de la partícula o gotadmax: diámetro máximo de partícula que podría ser separadad50: diámetro de cortee: porosidadg: aceleración de la gravedadG(x): fracción de partículas de un tamaño dado que sedimentanHe: altura eficaz de sedimentaciónkh: coeficiente de Hadamardks: coeficiente de SteinourL: longitud de la centrífugaL1: longitud de la sección cilíndricaL2: longitud de la sección cónicaQ: caudal volumétrico de la alimentaciónr: posición radial de la partícula y radio de girori: radio interno de la centrífugar1: radio de la superficie del líquido ligero en la centrífugar2: radio de la superficie de separación de los dos líquidos en la centrífugar3: radio útil de la centrífugarw: radio de la represa por donde sale el líquido más pesadotr: tiempo de residenciats: tiempo de sedimentación centrífugaV: capacidad volumétrica de la centrífugavg: velocidad de sedimentación bajo la gravedadvr: velocidad radialvx: velocidad axialρA: densidad del agua o capa acuosaρO: densidad del aceite o capa oleosa∆ρ: diferencia entre la densidad del sólido y el líquido∑: coeficiente dinámico de productividadµ: viscosidad de la fase continuaµ1: viscosidad de la fase dispersaω: velocidad angular

NOMENCLATURA

Figura 7. Diámetro departícula, d50,que se separaen función deltiempo de residencia, tr,para distintastemperaturas.

d´une sphère liquide et visqueuse dans un li-quide visqueux”. Comtes rends 152: 1735(1911).

[12] Jiménez, A., Hermoso, M. y Uceda, M.“Elaboración del aceite de oliva virgen me-diante sistema continuo en dos fases. Influen-cia de diferentes variables del proceso en al-gunos parámetros relacionados con la calidaddel aceite”, Grasas y Aceites 46: 299-303(1995).

[13] Martínez Moreno, J.M., Gomez Herrera, C.y Janer del Valle, C. “Estudios físico-químicossobre las pastas de aceitunas molidas: IV. Lasgotas de aceite”, Grasas y Aceites 8: 112(1957).

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éteres, terpenos, derivados furá-nicos, etc, perjudicando seria-mente la calidad del aceite.

El coeficiente dinámico de pro-ductividad, ∑, nos permite com-parar la eficacia de dos máqui-nas con las mismas característi-cas geométricas y cinéticas, y laaltura eficaz de sedimentación,He, nos permite dicha compara-ción entre máquinas distintas.

Del estudio teórico se deduce,también, que el decánter tieneextraordinarias posibilidades pa-ra mejorar la eficacia de la ex-tracción. Aquí destacamos algu-nas consideraciones para au-mentar el rendimiento sin perju-dicar la calidad:

a) Aumento de la velocidad an-gular, longitud y radio del de-cánter hasta los límites permiti-dos por la máquina.

b) Aumento del tiempo de resi-dencia de la pasta en la centrí-fuga.

c) Aumentar el espesor de la fa-se ligera (aceite).

d) Añadir agua a la pasta deaceituna con objeto de dismi-nuir la concentración de sólidos,o bien reducir el espesor delanillo de los líquidos y despla-zarlo hacia radios mayores sinsobrepasar los límites de arrastredel tornillo sinfín.

e) No aumentar la temperaturaporque perjudica mucho la cali-dad del aceite obtenido, aunquetiene una marcada incidencia enla separación del agua y sólidosdel aceite, y menos en la sepa-ración del aceite del agua.

Es obvio que estas consideracio-nes hay que tenerlas en cuentaen un contexto más amplio deoptimización del proceso, el ob-jetivo final es la mejora tantodesde el punto de vista cuantita-tivo como cualitativo, además,deben evaluarse los aspectostécnicos de la centrifugación de

5. Conclusiones

la pasta, estrechamente con elestudio de las características re-ológicas de la pasta de aceitunay con el análisis de las opera-ciones restantes del proceso deextracción.

Debido a la escasez de agua y alproblema que supone la depu-ración de los alpechines, se es-tán imponiendo los decantado-res centrífugos de dos fases sinadición de agua. La gran flexibi-lidad del decánter, permite a losusuarios, mediante una minu-ciosa regulación separar el acei-te y obtener un orujo más hú-medo que incluiría el alpechín.

Un sistema de dos fases es másinestable porque pierde el efec-to regulador de la adición deagua a la pasta. Se impone, porlo tanto, un mayor conocimien-to, control y continuas medicio-nes para poder trabajar con dis-tintos tipos de aceitunas en dis-tintas condiciones de humedady contenido graso.

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Aceites y Grasas