Hidrogenacion De Aceites - Tipos De Hidrogenacion -

Tipos Generales de Hidrogenacion

• Hidrogenacion heterogenea (2 fases)

• Hidrogenación homogénea (1 fase )

En ambos casos, el catalizador provoca la adición de hidrógeno molecular, H,al doble enlace.

Hidrogenación heterogénea

Es el método clásico, todavía muy utilizado. El catalizador es algún metal dividido finamente, por lo común platino, paladio o níquel. Se agita una solución del alqueno bajo una ligera presión dehidrógeno gas en presencia de una pequeña cantidad del catalizador. La reacción es rápida y suave y, una vez completa, simplemente se filtra la solución del producto saturado del catalizador insoluble.

Hidrogenación homogénea

Mucho más moderna, ofrece una flexibilidad imposible de alcanzar con los catalizadores antiguos. Mediante modificaciones en los catalizadores, puede llevarse a cabo la hidrogenación con una selectividad sin precedente. Los catalizadores son complejos orgánicos de metales de transición, como rodio o iridio: por ejemplo, el catalizador de Wilkinson.Son solubles en disolventes orgánicos y la hidrogenación se efectúa así en una sola fase, la solución. Lo inconveniente del método está en la dificultad de separación del catalizador y el producto una vez terminada la reacción.

Sin embargo, se están desarrollando métodos para evitar esta dificultad: el catalizador se une incorporado químicamente a un polímero sólido insoluble (una molécula gigante), lo que permite una filtración fácil al final de la reacción. De esta manera, la hidrogenación homogénea se convierte en heterogénea, pero el modo de acción parece permanecer igual.

Hidrogenación del aceite de girasol

En el caso de los aceites, la reacción de hidrogenación (Figura A.6) consiste en saturar

los dobles enlaces de los ácidos grasos en presencia de un metal que cataliza la reacción

[3]. Esta operación provoca una elevación del punto de fusión del aceite, es decir su

endurecimiento.

Los ácidos saturados como los ácidos trans son perjudiciales para la salud. Los factores

que intervienen en esta reacción son el solvente, el catalizador y el reactor con sus

condiciones de funcionamiento. A continuación, describimos dos maneras de llevar esta

reacción: el proceso convencional que está utilizado al nivel industrial y el proceso en

medio supercrítico que todavía existe solamente a nivel de laboratorio y de planta

piloto.

Hidrogenación del aceite por el proceso convencional

Este proceso consiste en llevar la reacción de hidrogenación en trifásico: el sólido

(catalizador), el solvente (líquido) y el hidrógeno (gas). El reactor a utilizar debe ser un

reactor discontinuo agitado, aunque a menor escala se puede usar también en continuo.

Como catalizador se suele utilizar níquel. La reacción de hidrogenación de aceites

vegetales se desarrolla a temperaturas entre 127ºC y 190ºC a presiones comprendidas

entre 0.5 y 5 bar [3], [4]. La presencia de estas diferentes fases físicas conduce a

resistencias físicas al transporte de materia, de modo que se forman perfiles de

concentraciones como muestra la Figura A.7. Dado que la reacción tiene lugar

solamente cuando el hidrógeno está en contacto con el aceite y cuando los dos son

absorbidos en la superficie del catalizador, la pobre solubilidad del hidrógeno en el

aceite conduce a reacciones lentas. En consecuencia, se pueden encontrar en el mercado

aceites parcialmente hidrogenados con un contenido en ácidos grasos trans de 30 – 40%

Hidrogenación de aceite en medio supercrítico

Este proceso consiste en llevar la reacción de hidrogenación en medio bifásico: el sólido

(el catalizador) y el fluido supercrítico (mezcla del aceite con el solvente y el

hidrógeno). A nivel de laboratorio se debe utilizar para esta reacción un reactor

continuo, con solvente, cosolvente y catalizador. El rango de temperatura y presión es

objeto de estudio en este proyecto según el solvente usado. La eliminación de las fases

gas y líquido conduce a la anulación de la resistencia física al transporte de materia

correspondiente. Así, se forman perfiles de concentraciones como muestra la figura

siguiente:

Gracias a la solubilidad del hidrógeno en el aceite, podemos disminuir de manera

considerable la cantidad de ácidos grasos trans en los aceites hidrogenados

* Comparación entre el proceso convencional y en medio supercrítico

Hidrogenación de Aceites

El proceso de hidrogenación es una necesidad de uso industrial pero no es un proceso neutro. Estos aceites hidrogenados forman una configuración trans que actúa incrementando el denominado “colesterol malo”, muy asociado a la obstrucción de arterias y enfermedades coronarias. En cambio los genotipos modificados (alto y medio oleico) no necesitan ser hidrogenados La hidrogenación es un proceso químico que mediante el uso de un catalizador, normalmente un metal pesado, e hidrógeno convierte los ácidos grasos insaturados en saturados. Esta transformación al mismo tiempo que eleva el contenido de ácidos grasos saturados cambia de posición dentro de la molécula los dobles enlaces en los ácidos grasos insaturados y los gira para producir sus isomeros trans distintos se producen por la hidrogenación. Desde ese momento estos aceites vegetales hidrogenados se parecen mas a grasas de origen animal que a los aceites vegetales originales, al tener un porcentaje superior de saturados en posición central del triglicérido que los aceites vegetales Desde el punto de vista epidemiológico existe una buena correlación entre los incrementos en el consumo de aceites vegetales parcialmente hidrogenados y el aumento de problemas cardiovasculares y de infartos en los paises donde ha sido estudiado.

Estudios epidemiológicos en los E.E.U.U. estiman que al menos ocurren 30.000 muertes por infartos al año debidas al consumo de aceites vegetales parcialmente hidrogenados.

Además hasta ahora en el etiquetado estos ácidos grasos trans se incluyen dentro del contenido total de insaturados, pero lo que de verdad esta consumiendo son isomeros trans más perjudiciales que los propios saturados. Esta situacion esta cambiando y a partir de enero de 2006 en E.E.U.U. se debe indicar el contenido de trans según una nueva norma de la FDA.

El efecto sobre los niveles del colesterol de los distintos acidos grasos depende del acido graso y de la posicion que ocupe en la molécula de triglicérido. Así, podemos decir que, igual que no todo el colesterol es "malo", sino que existen unos con efectos positivos sobre la salud, lipoproteinas, de alta densidad (HDL) y otros con efectos negativos, lipoproteinas de baja densidad /LDL), también existen ácidos grasos saturados que por no afectar a los niveles de estas lipoproteinas son neutros para los niveles de colesterol, podemos citar como ejemplo el ácido esteárico. Este ácido graso siempre ha sido considerado neutro con respecto a los niveles de colesterol por varias razones, entre ellas podemos resaltar que:

1) no aumenta la concentración de colesterol "malo", colesterol LDL.

2) se transforma muy rapidamente en el higado a ácido oleico.

3) posee una incorporación preferencial en lípidospolares en lugar de en colesterol o triglicéridos.

En cuanto a los ácidos grasos trans producidos durante la hidrogenación, el efecto sobre los niveles de colesterol es el peor que se puede encontrar, aumentan el colesterol malo LDL y disminuye el bueno HDL.

EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

La aplicación más grande escala de hidrogenación es para el tratamiento de los aceites vegetales. Aceites vegetales típicos se derivan de ácidos grasos poliinsaturados. Su hidrogenación parcial reduce la mayoría, pero no todos, de estos dobles enlaces carbono-carbono. El grado de hidrogenación se controla mediante la restricción de la cantidad de hidrógeno, la temperatura y tiempo de reacción, y el catalizador.

La hidrogenación convierte los aceites vegetales líquidos en grasas sólidas o semi-sólidas, tales como los presentes en la margarina. Cambiar el grado de saturación de la grasa cambia algunas propiedades físicas importantes tales como el intervalo de fusión, por lo que los aceites líquidos se vuelven semi-sólido. Se prefieren las grasas sólidas o semi-sólida para la cocción debido a que la forma en que la grasa se mezcla con harina produce una textura más deseable en el producto horneado. Debido a aceites vegetales parcialmente hidrogenados son más baratas que las grasas de origen animal, están disponibles en una amplia gama de consistencias, y tener otras características deseables, que son las grasas predominantes utilizados como manteca vegetal en la mayoría de los productos horneados comerciales.

Un efecto secundario de hidrogenación incompletas que tienen implicaciones para la salud humana es la isomerización de algunos de los enlaces de carbono insaturados restantes. La configuración cis de estos

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