Optimization of castor seed oil extraction process using response surface methodology

Optimización del proceso de extracción de aceite de semillas de ricino utilizando la metodología de superficie de respuesta

Este trabajo se centra en el estudio de la extracción y la producción de aceite de semillas de ricino usando tres diferentes estados de semillas: entera, partida y sin testa. Se utilizó un diseño Taguchi para determinar la contribución de los siguientes parámetros: estado de las semillas, cantidad de semilla en el extractor, temperatura y presión. Se demostró que es necesario introducir la semilla entera para aumentar el rendimiento de la extracción. La contribución de los factores de control tiene un límite de extracción en la variable respuesta (rendimiento). Después de determinar cuáles factores contribuían altamente al proceso de extracción y cuáles no, se procedió a dejarlos en los niveles de mayor contribución con la finalidad de reducir el número de factores de control a dos. Posteriormente se utilizó la metodología de superficie de respuesta para la optimización del proceso, dando como resultado los niveles óptimos para los factores de control temperatura y presión. De acuerdo con las pruebas, el rendimiento de la extracción del aceite se puede mantener en un 35% de la semilla.

Introducción

El ricino (Ricinus communis L.) es un arbusto originario de África. Su semilla se conoce comúnmente como "higuerilla", "ricina" o "mamona" (Ali et al., 2008;Scholz & Da Silva 2008). Las condiciones óptimas de crecimiento son los suelos francos a arenosos y las temperaturas que oscilan entre 20 y 30 °C. Además, las precipitaciones anuales deben estar entre 700 y 1500 mm (Valderrama et al., 1994; Ogunniyi, 2006) para el desarrollo óptimo de la planta. No obstante, se adapta a condiciones tropicales, subtropicales y semiáridas, tolerando estreses ambientales extremos, como las altas temperaturas y la baja disponibilidad de agua. En la actualidad, el aceite que se extrae de sus semillas tiene muy diversas aplicaciones, que incluyen, entre otras, las siguientes: aceite hidráulico, diluyente de pintura, emulsionante, barnices, aplicaciones farmacéuticas, fertilizantes orgánicos, control biológico de plagas, fabricación de polímeros y tintes (Ogunniyi, 2006; Lorestani et al. 2012), siendo la producción de biodiésel otro uso muy conocido (Kılıç et al., 2013).

El aceite de las semillas de ricino puede sufrir cambios según el procedimiento de extracción (Ortiz et al., 2003). Un cambio especialmente notable es la modificación del contenido de ácidos grasos libres cuando se utiliza el calor durante la extracción. El calentamiento a unos 100 °C genera la descomposición de la triricinoleína del ácido ricinoleico y la diricinoleína, lo que provoca un aumento de la acidez del aceite (Salimon et al. 2010).