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En la industria de los aceites vegetales, la hidrogenación es un proceso químico mediante el cual los aceites se transforman en grasas sólidas mediante la adición de hidrógeno a altas presiones y temperaturas, y en presencia de un catalizador. Desde principios del siglo XX, y aún en la actualidad, es el método más utilizado para aumentar el punto de fusión a grasas alimentarias.
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Existe evidencia científica que consumir de forma excesiva alimentos que lleven grasas parcial o totalmente hidrogenadas se relaciona con un aumento de la tasas de colesterol y triglicéridos plasmáticos, lo que contribuye en parte a la aparición y desarrollo de enfermedades vasculares, como la hipercolesterolemia, la hipertrigliceridemia y la arteriosclerosis. Esta relación se cumple dependiendo del origen del aceite a hidrogenar. Ciertos aceites de origen animal (carnes rojas, sus derivados (tales como patés y tocinos) y los lácteos enteros y algunos de origen vegetal (como los de coco y los de palma) contribuyen a la aparición de elevados índices de colesterol que no se puede eliminar del proceso de refinación.[1] Cabe recordar que solo aquellos aceites vegetales que hayan sido hidrogenados favorecen un aumento de los niveles de colesterol, el resto de los aceites de este origen no produce dicho incremento.[2]
Esto hace que sea especialmente importante que personas con niveles elevados de colesterol o triglicéridos en sangre, o que sufran cualquier tipo de enfermedad cardiovascular, eviten el consumo de alimentos que contengan este tipo de grasas. Y como medida preventiva, es recomendable que la población general sana limite la presencia de estos productos en su dieta habitual, o que elija entre varios productos, aquellos con menor porcentaje de grasa hidrogenada. Hay que tener en cuenta que esos alimentos (entre ellos la carne roja) aporta una serie de beneficios al organismo pero si se comen en exceso producen colesterol (con sus consecuentes problemas cardiovasculares) y cáncer, por ello hay que mantenerlos en la dieta pero limitar su ingesta.[3]
Una manera de controlar el colesterol es el consumo de alimentos que contengan Grasas insaturadas, pues contribuyen a disminuir el colesterol malo en el organismo. Esta grasa es propia de la mayoría de los aceites vegetales, de algunos frutos secos (tales como las almendras, las avellanas y las nueces), de las aceitunas, de los aguacates y de los pescados azules (sardinas, atunes, ec.).[1]
Se trata de una reacción química de adición o saturación controlada mediante hidrogenación. El hidrógeno, gracias a la acción de un catalizador, satura los enlaces insaturados del aceite, aumentando de esta forma su punto de fusión. La reacción tiene lugar a velocidades apreciables a partir de los 110 °C aproximadamente. La presión total, la concentración y la mayor cantidad de catalizador ayudan a que la velocidad de reacción sea alta. El control de ácidos grasos saturados se monitorea mediante cromatografía sólido/gas y la medición del Índice de Yodo.
El mecanismo de reacción implica varias etapas. El hidrógeno gas disuelto en el aceite, es absorbido en el catalizador metálico (níquel, platino, paladio...), separándose en los dos átomos que conforman la molécula. Estos átomos reaccionan con los enlaces dobles del aceite, adicionándose a las insaturaciones y produciendo un compuesto intermedio, en el cual el enlace doble puede rotar sobre sí mismo. El compuesto intermedio es inestable y rápidamente capta un segundo átomo de hidrógeno, por lo que el enlace insaturado se satura, o cede de nuevo el átomo, produciéndose a veces la isomerización de los enlaces cis, que es la configuración de los dobles enlaces en las grasas naturales, a trans.
La reacción de hidrogenación es fuertemente exotérmica, la hidrogenación y la temperatura van asociados con el grado de saturación y los reactores cuentan con un sistema de refrigeración por agua circulante.
Aunque existen varias formas de hidrogenar, para la hidrogenación industrial existe el proceso Kraft (patentado)[4] y el proceso Lurgi (patentado).[5] La hidrogenación de aceites en la industria alimentaria tiene los siguientes objetivos:
Existen dos tipos de hidrogenación, la completa y la parcial.
La reacción se puede llevar a cabo a partir de 110 °C. La exotermicidad de la reacción hace aumentar la temperatura del aceite, que no debe superar en ningún caso los 210 °C, puesto que a partir de esas temperaturas se forman compuestos nocivos e indeseables, cómo hidrocarburos aromáticos policíclicos. Es por ello que se debe refrigerar el aceite, siendo este el factor limitante de la velocidad de reacción, que debe mantenerse en unas 2 unidades de IV por minuto.
El aumento de la presión hace subir la velocidad de reacción. Se trabaja a las presiones más altas que sean viables económicamente, usualmente en torno a 5 bar.
Normalmente se utiliza níquel soportado en una base de sílice. Es un catalizador poroso, el cual se adquiere recubierto en grasa para su protección. El catalizador suele tener un 20% en peso de Ni, utilizándose una dosificación en torno al 0,1% en peso.
La reacción de hidrogenación se lleva a cabo en autoclaves a presión y agitados. Normalmente se usan procesos por cargas (lotes) en lugar de procesos continuos, puesto que eso beneficia la versatilidad de la instalación.
El hidrógeno puede provenir de una planta electroquímica del tipo Lurgi o bien por el método de la electrólisis de soluciones de hidróxido de potasio en trenes de batería, puesto que es necesaria alta pureza.
La instalación se completa con los filtros para retirar el catalizador usado, normalmente filtros de placas verticales o de tipo prensa.
En uso para animales se recupera por reacción química con ácido sulfúrico hasta 5 veces después de haberle quitado la grasa por calor.
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