Procesamiento de semillas oleaginosas para productores a pequeña escala

Autores colaboradores: Lakeitha Ruffin y Byrhonda Lyons, pasantes del NCAT, y Matt Rudolf, de la Cooperativa de Biocombustibles de Piedmont

Resumen

Existen muchas variedades de semillas y frutos secos que pueden producir aceites para uso alimentario, nutracéuticos, productos para el cuidado de la piel, aromaterapia, combustibles y lubricantes industriales. Esta publicación describe los procesos básicos que intervienen en la elaboración de aceites, incluyendo la limpieza de semillas, la extracción, la clarificación, el empaque y el almacenamiento. Al final de la publicación, en las secciones «Referencias» y «Recursos», se incluyen fuentes de información adicional y de equipos.

Introducción

Los agricultores y los propietarios de pequeñas empresas se preguntan si es posible y rentable agregar valor a sus semillas y frutos secos mediante la extracción de aceite. No es una pregunta fácil de responder, ya que hay muchas variables, algunas de las cuales se mencionan en las siguientes secciones de esta publicación.

Los aceites culinarios incluyen los de oliva, sésamo, cártamo, girasol, semilla de uva, canola, semilla de albaricoque, coco, avellana, maní, calabaza y nuez. Los anuncios de estos aceites culinarios resaltan sus beneficios para la salud y sus sabores únicos. Algunos de estos aceites de origen vegetal pueden utilizarse para fabricar jabón, aceites corporales y capilares, detergentes y pinturas. Otros también pueden emplearse en la fabricación de lubricantes industriales. Una amplia variedad de semillas oleaginosas y otras plantas productoras de aceite constituyen materias primas de alta calidad para el biodiésel. El procesamiento de semillas oleaginosas amplía el uso de cultivos como el girasol y le da valor a las semillas de uva, que por lo general son productos de desecho.

La mayor parte del procesamiento de aceite en Estados Unidos se lleva a cabo a gran escala industrial. La extracción de aceite a pequeña escala es más común en otras partes del mundo. Como resultado, muchos de los materiales de recursos útiles y gran parte de la maquinaria de la escala adecuada provienen de otros países. Sin embargo, el interés por el procesamiento de semillas oleaginosas a pequeña y mediana escala por parte de los agricultores y otros actores en Estados Unidos creció drásticamente en los últimos cinco años. Esta publicación describe los procesos básicos de la producción de semillas oleaginosas, con amplias fuentes de información adicional y de equipos.

Primeros pasos

E. Peter Matthies, exempresario y consultor del sector de los aceites culinarios, quien ahora vive en Alemania, sugiere que te hagas las siguientes preguntas antes de comenzar con el procesamiento del aceite:

• ¿Por qué quiero dedicarme al procesamiento de aceite?
• ¿Será un pasatiempo o un nuevo negocio?
• ¿Qué magnitud tendrá la operación?
• ¿Cuántos productos diferentes se fabricarán, incluyendo tanto el aceite como la torta que queda después de extraer el aceite de las semillas o nueces crudas?
• ¿Quiero dirigirme a mercados masivos o a mercados especializados?
• ¿Qué área geográfica quiero abarcar?

Aún quedan más cuestiones por considerar, entre ellas las siguientes:

• ¿Quién más fabrica aceite de cocina?
• ¿Dónde voy a establecer mi negocio?
• ¿Qué equipo voy a necesitar?
• ¿Voy a contratar a otras personas?
• ¿Tengo experiencia para este proyecto? Si no es así, ¿dónde puedo obtener capacitación, asistencia técnica y asesoría confiables?
• ¿De dónde obtendré el capital para iniciar mi negocio petrolero? (Fellows, 2012)

La primera pregunta es importante porque influye en las respuestas a todas las demás preguntas. Incluso influye en la forma en que lees esta publicación. Si mueles semillas oleaginosas para producir biodiésel o aceite vegetal puro como combustible, debes prestar especial atención a varios pasos específicos del proceso.

En el caso de los aceites culinarios, hay varios pasos de procesamiento y tecnologías adicionales que debes considerar y que tal vez quieras incorporar a tu plan. Puedes prescindir de algunos de los pasos más complejos y costosos si el aceite es exclusivamente para uso personal en la cocina o para producir biocombustible.

Pasos básicos del procesamiento

Limpieza de semillas

La preparación de la materia prima suele incluir la eliminación de las cáscaras o las cubiertas de las semillas, así como la separación de estas del grano. Existe una amplia variedad de métodos y tecnologías, desde pequeña hasta mediana escala, para la limpieza eficaz de las semillas. Los métodos van desde el uso de tamices de malla metálica de distintos tamaños en serie (Clothier, sin fecha) hasta el uso de un molino de ventilación compacto, como el Clipper Office Tester, y un separador en espiral para fincas pequeñas (Anónimo, 2008). Consulte la sección de Recursos para ver ejemplos, tipos y fuentes de equipo.

Preparación y acondicionamiento de semillas

Para que el prensado sea exitoso, la semilla debe:

• Limpio. El polvo fino presente en la semilla puede obstruir las piezas de la prensa de aceite. La paja que quede en la semilla absorberá parte del aceite e impedirá que salga de la prensa. La arena presente en la semilla desgastará la prensa. Las piedras dañan el tornillo o el pistón de la prensa de aceite.
• Secas. Las semillas húmedas provocan bajos rendimientos y obstruyen el tornillo o la jaula, una parte de la prensa. Las semillas húmedas también pueden enmohecerse, ya que las esporas de moho están presentes en todos los cultivos. Una regla general es que el contenido de humedad de las semillas debe estar cerca del 10 por ciento. Este valor varía considerablemente según el tipo específico de semilla oleaginosa. Por ejemplo, la semilla de canola debe secarse hasta alcanzar un contenido de humedad del 7 por ciento, la de camelina hasta aproximadamente el 6 por ciento y la de girasol hasta el 8,5 por ciento. La de cártamo solo necesita secarse hasta el 11 por ciento, y la de soya es apta para el almacenamiento y el procesamiento con un 12 por ciento de humedad (Alam, 2007).Existen al menos dos métodos para medir los niveles de humedad de las semillas. Los medidores de humedad portátiles permiten al usuario simplemente colocar la semilla en el medidor, encenderlo y seleccionar el tipo de semilla que se va a medir. El medidor proporciona una lectura instantánea. Estos medidores cuestan entre 400 y 700 dólares. Entre las marcas se encuentran el DICKEY-johns mini GAC, el Graintec HE-50 y el Protimeter Grainmaster de GE Sensing. A continuación se presenta una forma de medir la humedad con menor tecnología y a bajo costo: pese una muestra de semillas y luego caliéntela en un horno a 300 °F durante una hora. Vuelva a pesar la muestra. El peso perdido en el horno equivale al contenido de humedad de la muestra original. Calcule el porcentaje dividiendo el peso perdido entre el peso original y multiplicando el resultado por 100. Incluso las semillas secas pueden humedecerse rápidamente al entrar en contacto con tierra húmeda. Una vez que las semillas están secas y envasadas, deben almacenarse cuidadosamente para evitar que absorban humedad.
• Cálido. Las semillas calientes producen más aceite con el menor esfuerzo. El rango óptimo de temperatura para la extracción de aceite es de 100 a 160 grados. Existen varias formas de precalentar las semillas antes de la extracción. Para lotes muy pequeños, funciona calentar las semillas en un horno o al baño María, así como con la luz solar concentrada en un secador solar de alimentos u otro colector solar. Para lotes más grandes, funciona bien un elemento calefactor en una tolva ubicada entre el almacén de semillas y la prensa de semillas oleaginosas.

Extracción mediante prensado en frío

El aceite se puede extraer mecánicamente con una prensa de émbolo, un expulsor o incluso un mortero de madera y un majador, un método tradicional que se originó en la India. Las prensas van desde modelos pequeños accionados a mano, que una persona puede construir por sí misma, hasta prensas comerciales motorizadas. La prensa de émbolo utiliza un pistón dentro de una jaula para triturar la semilla y extraer el aceite (Herz, 1997).

Las prensas de tornillo cuentan con un tornillo giratorio dentro de un cilindro horizontal cerrado por un extremo. El tornillo empuja las semillas o nueces a través del cilindro ejerciendo una presión que aumenta gradualmente.

La semilla se calienta mediante fricción y calentadores eléctricos, o una combinación de ambos. Una vez que se retira la tapa, el aceite sale del cilindro a través de pequeños orificios o ranuras, y la torta de prensado, o harina, sale por el extremo del cilindro. Tanto la presión como la temperatura se pueden ajustar para diferentes tipos de materia prima.

Existen dos diseños distintos de prensas de expulsión: una prensa de cilindro único que expulsa la torta de prensado en forma de gránulos y una prensa de tornillo sinfín tradicional de tipo jaula que expulsa la harina en copos grandes.

Prensas de aceite

Existen muchos fabricantes de prensas de un solo cilindro. La mayoría de estas prensas se venden en países europeos y están diseñadas principalmente para la semilla de colza o canola. Por ejemplo, la prensa Täby es una prensa de tornillo fabricada en Suecia. Es similar a la prensa de aceite Komet que se describe a continuación. Hay varios modelos disponibles para el prensado en frío de semillas de colza, linaza, semillas de lino, semillas de girasol, semillas de sésamo, maní, semillas de mostaza, semillas de amapola, semillas de algodón, jojoba y más.

Las prensas para aceite vegetal Komet son fabricadas por IBG Monforts en Alemania. La gama de productos de la empresa abarca desde máquinas pequeñas y manuales hasta máquinas industriales. Según la documentación del producto, las prensas Komet cuentan con un sistema especial de prensado en frío con un solo tornillo transportador para extraer el aceite de diversas semillas oleaginosas.

Las máquinas funcionan según un principio de prensado mecánico suave que no implica mezclar ni romper las semillas. Prácticamente todas las semillas, nueces y granos oleaginosos pueden prensarse con equipo estándar y sin necesidad de ajustar los tornillos ni los orificios de salida de aceite.

Un solo cilindro:

Ventajas:

• Fácil de usar y de ajustar para diversos tipos de materia prima
• Diseñado para uso continuo
• Es más fácil desatascarlo si se obstruye, lo cual ocurre de vez en cuando
• Funciona bastante bien desde el primer momento.

Desventajas:

• No debe utilizarse en prensas grandes a escala industrial debido a la presión extremadamente elevada que se genera en el cabezal de la prensa
• Caro

Estilo de jaula:

Ventajas:

• Más económico para prensas eléctricas pequeñas y grandes
• El extrusor ideal para capacidades mayores de tres toneladas por día

Desventajas:

• Es difícil ajustarlo a semillas de diferentes tamaños
• Requiere un seguimiento más constante

Si quieres procesar grandes cantidades de cultivos oleaginosos, una prensa de jaula con una capacidad de entre 3 y 10 toneladas al día podría ser lo que buscas. También puedes conectar varias prensas de cilindro en tándem para realizar la misma función. Otra opción es la prensa Instapro, que es una prensa de escala semiindustrial disponible con una capacidad de 20 toneladas al día.

Tanto las prensas de cilindro como las de jaula tienen requisitos eléctricos importantes. Cualquier prensa con una capacidad superior a tres toneladas por día probablemente requerirá energía trifásica, mientras que las prensas más pequeñas requieren energía de 220 voltios.

Es muy importante elegir el tamaño adecuado de la prensa para lo que se pretende hacer. Por ejemplo, la experiencia de los agricultores de Montana llevó a la conclusión de que las prensas de 1 tonelada por día son demasiado pequeñas para lo que se necesita producir biodiésel o combustible de aceite vegetal puro en una granja de granos promedio de Montana.

Extracción de aceite con solvente

Los aceites también se pueden extraer con solventes, pero la extracción con solventes es una operación compleja y costosa. La extracción con solventes no es adecuada para el procesamiento a pequeña escala debido a los elevados costos de capital y operativos, a los riesgos de incendio y explosión que presentan los solventes, y a su gran complejidad. La gestión de solventes como el hexano también representa un desafío ambiental (Swetman, 2008).

Aclaración

La clarificación elimina contaminantes como la pulpa fina, el agua y las resinas. Puedes clarificar el aceite dejándolo reposar sin moverlo durante unos días y luego retirando la capa superior. Si el aceite necesita una mayor clarificación, fíltralo a través de una tela de filtro fina
. Por último, puedes calentar el aceite para eliminar los restos de agua y destruir cualquier bacteria.

Desgomado

El desgomado es el proceso de eliminar los fosfolípidos del aceite. Muchas personas recomiendan dejar que el aceite resultante se asiente para que se separen las gomas, o sustancias hidratables, durante un período de una a dos semanas. Sin embargo, se requiere un procesamiento químico más exhaustivo para producir aceite culinario de alta calidad o materia prima para biodiésel.

Refinado, blanqueo y desodorización

El aceite vegetal producido y procesado hasta este punto no necesita refinado, blanqueo ni desodorización, siempre y cuando el sabor, el olor y el color naturales sean aceptables para el consumidor. Sin embargo, lograr que el aceite cumpla con los estándares de calidad alimentaria comercial puede ser un paso importante en el procesamiento de semillas oleaginosas si tu mercado así lo exige. Por ejemplo, los restaurantes requieren aceites que tengan una temperatura de humeo relativamente alta y pueden o no preferir el sabor del aceite natural. Lograr que el aceite cumpla con los estándares alimentarios agregará valor y puede hacer que la producción de biodiésel a pequeña escala a partir de semillas oleaginosas sea más viable para quienes pretenden utilizar el aceite de manera similar a lo que se describe en el ejemplo de agricultura de ciclo completo que se presenta a continuación.

El proceso RBD permite obtener aceite que cumple con las especificaciones de calidad comercial. El proceso RBD incluye los siguientes pasos:

• Refinación. La refinación suele constar de dos etapas. La primera etapa es la desgomado, que se describió anteriormente. La segunda etapa es la neutralización, en la que los ácidos grasos libres (AGL) presentes en el aceite crudo se eliminan mediante un tratamiento cáustico con hidróxido de sodio (NaOH) en una solución acuosa. La masa jabonosa resultante se deja reposar, se filtra o se separa mediante centrifugación (Van Gerpen et al., 2006).
• Blanqueo. En esta etapa, el aceite se mezcla con ciertos tipos de arcillas blanqueadoras para absorber los colorantes y otros contaminantes, como jabón, metales en trazas y compuestos de azufre.
• Desodorización. Se trata de un proceso de destilación que se lleva a cabo a altas temperaturas y baja presión (Van Gerpen et al., 2006). El aceite se somete a vacío y se calienta con vapor para eliminar cualquier sabor u olor residual, así como los ácidos grasos libres (AGL). La desodorización también puede lograrse mediante un tratamiento con carbón activado (Pilgeram, 2008).

El RBD no siempre es beneficioso para la nutrición. El aceite crudo contiene más vitamina E, oligoelementos, fitoesteroles y otros componentes. La contrapartida es que el aceite crudo es más saludable, pero menos estable (Pilgeram, 2008).

Empaque y almacenamiento de aceite

Estos contenedores de aceite de cártamo se almacenan en un edificio fresco, seco y orientado al norte para maximizar la vida útil del aceite. Foto: NCAT

Utiliza recipientes limpios y secos para envasar y almacenar los aceites. Las botellas de vidrio o plástico selladas son adecuadas para cantidades pequeñas. Los recipientes de color guardados en una caja oscura ayudan a prolongar la vida útil. Los tanques de acero o plástico son adecuados para cantidades grandes. La vida útil del aceite suele ser de seis a 12 meses si se envasa adecuadamente y se mantiene alejado del calor y la luz solar (Fellows y Hampton, 2003).

Mantener el aceite alejado del aire es quizás el paso más importante para evitar que se vuelva rancio. Llena por completo el recipiente que elijas, sin importar su tamaño, para que no quede espacio de aire, y luego tápalo bien (Van Gerpen, 2008).

La vida útil del aceite puede variar según el tipo de aceite y las condiciones de almacenamiento. Por ejemplo, el aceite de linaza y el de semilla de uva tienen una vida útil más corta que el de canola o el de girasol debido a la gran cantidad de ácidos grasos poliinsaturados que contienen.

Si el aceite vegetal almacenado no alcanza temperaturas sostenidas de 100 °F o más, se conservarán sus componentes esenciales. Por lo tanto, el aceite vegetal es ideal para una alimentación natural. Siempre y cuando se almacene en un lugar oscuro y fresco, tendrá una vida útil prolongada.

Subproductos de semillas oleaginosas: harina y cáscaras

Las cáscaras de soya y las cáscaras de girasol que se retiran antes del prensado se utilizan como alimento para animales. Las cáscaras de soya se utilizan como sustituto del maíz o del heno de invierno.

La harina de semillas es un subproducto valioso que se obtiene al prensar semillas oleaginosas. La torta de sésamo es valiosa como alimento para el consumo humano. La torta de girasol no es apta para el consumo humano, pero constituye un buen complemento para la alimentación de pollos, cerdos o ganado. Tiene un contenido bastante alto de proteína bruta, pero contiene muy pocos carbohidratos. Debe utilizarse como aditivo para el alimento animal, no como alimento por sí sola.

Las harinas de canola, camelina, soya y cártamo también se utilizan como suplementos alimenticios para animales. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) ha aprobado proporciones de camelina en la ración alimenticia de hasta un 10 % para el ganado de carne y las aves de corral (Shafer Commodities, 2018). La Tabla 1 muestra los niveles de nutrientes de diversas harinas de semillas oleaginosas.

¿Qué incluye la comida?

Ten claro el contenido de aceite de la semilla oleaginosa y de la torta. Moler la semilla entera, en lugar de descascarazarla antes de prensarla, aumenta los niveles de fibra. Todas las cifras que describen las distintas semillas oleaginosas en la página siguiente corresponden al contenido de aceite, o grasa, de la harina. Los términos «grasa» y «aceite» son intercambiables.

Ten en cuenta que cualquier variación en la eficiencia y eficacia de una trituradora de semillas oleaginosas a la hora de extraer el aceite afectará factores como las recomendaciones de ración de alimentación y la vida útil. Por ejemplo, la semilla de canola contiene aproximadamente un 40 % de aceite, según métodos que extraen prácticamente todo el aceite, por lo general mediante extracción con solventes. Sin embargo, si al prensar en frío la canola solo se obtiene el 70 % de ese 40 %, la cantidad de aceite que queda en la torta es mayor que la que dejaría un procesador que extrae el 85 % del aceite.

Las harinas de semillas oleaginosas de la familia de las brasicáceas contienen glucosinolatos, que son compuestos orgánicos que actúan como pesticidas naturales y le dan a las brasicáceas su sabor amargo. Los glucosinolatos tienen propiedades antinutricionales que bloquean la absorción de algunos nutrientes. La harina de mostaza tiene niveles muy altos de estos compuestos. La camelina y la canola tienen niveles mucho más bajos, lo que las hace mucho más adecuadas para la alimentación animal.

La soya contiene inhibidores de la tripsina que deben desactivarse mediante la cocción para que los animales puedan aprovechar al máximo el valor proteico de la harina (Van Gerpen, 2008). Existe una amplia bibliografía sobre qué harinas son las más adecuadas para rumiantes o monogástricos, como los cerdos y las aves de corral. Consulte la sección «Más información, Recursos» para ver una muestra de esas fuentes.

Al igual que con las semillas oleaginosas, el almacenamiento adecuado de la torta de semillas es sumamente importante. La torta de semillas mohosa plantea un doble problema. En primer lugar, a los animales no les gusta el sabor de la torta de semillas mohosa. Es posible que los animales no quieran comer alimento mohoso. Peor aún, algunos tipos de moho producen micotoxinas, como la aflatoxina. Estas toxinas pueden enfermar a las personas y a los animales. Algunas de las toxinas de las semillas mohosas terminarán en el aceite, pero la mayoría permanece en la torta de semillas. Las toxinas también pueden llegar a la carne, los huevos y, especialmente, a la leche de los animales que comen la torta.

El enranciamiento es otro problema relacionado con la vida útil de las tortas de semillas oleaginosas. La vida útil de la torta se ve más afectada por el contenido de ácidos grasos insaturados y el contenido de antioxidantes, como la vitamina E y sus derivados. Los ácidos grasos insaturados, como los omega-3, reducen la vida útil. Los antioxidantes la aumentan. El almacenamiento, la temperatura, la humedad, el contenido de humedad y el tipo de semilla también son factores importantes a considerar. Por ejemplo, tanto la camelina como el lino tienen altas concentraciones de ácidos grasos omega-3. Sin embargo, la harina de camelina contiene mayores concentraciones de vitamina E y, por lo tanto, tiene una vida útil más larga que la harina de lino. El aceite de canola contiene menos grasa insaturada que el aceite de camelina. Por lo tanto, la harina de canola es más estable (Pilgeram, 2008).

Añadir valor implica costos

Aunque el procesamiento de valor agregado puede ser una forma de aumentar la participación del agricultor en los ingresos generados por el producto agrícola, agregar valor no es gratis. En cada etapa, se requiere más trabajo, se deben comprar equipos y suministros adicionales y se consume más energía. Las necesidades de información aumentan. La venta al por mayor o al por menor de aceite culinario requerirá un etiquetado nutricional. Y, dependiendo de la situación, un seguro de responsabilidad civil podría volverse imprescindible.

Un punto clave que hay que recordar es que agregar valor a cualquier alimento mediante su procesamiento aumenta los riesgos de seguridad debido al mayor número de manipulaciones. Por lo tanto, cada estado establece normas y reglamentos para proteger la salud pública. Además, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) regula los productos que salen del estado. Cualquier persona que esté considerando los alimentos procesados como un negocio de valor agregado debe ponerse en contacto con el departamento de salud de su estado antes de seguir adelante.

Los aceites como alimento Y como combustible: la historia de un (bio)petrolero

Al igual que muchos agricultores a mediados de la década de 2000, Bob Quinn, de Big Sandy, Montana, decidió que ya había tenido suficiente de los altos precios del diésel. Sabía que podía cultivar semillas oleaginosas que, una vez procesadas adecuadamente, podrían alimentar su equipo agrícola. Esto marcó el inicio de un largo proceso de aprendizaje que sigue evolucionando hasta el día de hoy.

Selección inicial de cultivos

Quinn conoce muy bien su granja en el centro-norte de Montana y el agroecosistema que la rodea. Sabía que la canola se adaptaba mejor a las tierras al noroeste de Big Sandy que a su ubicación. Probó con la camelina porque parecía prometedora como semilla oleaginosa de temporada fría, de bajo insumo y que florecía temprano. Pero Quinn descubrió que la camelina tiene algunas características indeseables, lo que lo llevó a cambiar al cártamo. El cártamo se había cultivado al sur de Big Sandy, pero debido a la temporada muy larga que se requería para obtener un cultivo maduro, el interés había disminuido para cuando Quinn se hizo cargo de la granja de su padre. Sin embargo, los cambios en los patrones climáticos, con temperaturas más cálidas en otoño, le permitieron a Quinn cultivar con éxito este cultivo de maduración tardía.

¿Cómo se hace?

Quinn pronto se dio cuenta de lo que otros agricultores estaban descubriendo al mismo tiempo: que las prensas para semillas oleaginosas baratas son «anclas caras». Una construcción deficiente, un mecanizado deficiente y un rendimiento deficiente eran, en realidad, las mejores cualidades de su primera prensa para semillas oleaginosas. Afortunadamente, la persona que lo había animado a comprar esa prensa tuvo la amabilidad de comprársela de vuelta. Quinn invirtió entonces en prensas para semillas oleaginosas Monfort, de fabricación alemana. Con la ayuda de Peter Mathias (mencionado en otra sección de esta publicación) para la instalación y la resolución de problemas, Quinn logró que estas prensas funcionaran de manera eficaz. Tres prensas dobles pueden producir alrededor de 100 galones de aceite en un período de 24 horas.

¿Es realmente una buena idea producir combustible a partir de semillas oleaginosas?

Quinn quería «mantener la granja con semillas oleaginosas». La producción de biodiésel en la propia granja es loable, pero compleja, y los costos de los insumos para fabricar biodiésel aumentaron en 2008 cuando los precios del petróleo comenzaron a caer drásticamente. Pasó de producir biodiésel a utilizar aceite vegetal puro (SVO) como combustible, pero eso también requirió otros cambios.

Quinn modernizó su tractor Caterpillar de 1998 con un kit de conversión de Elsbett que precalienta el aceite vegetal a 160 °F antes de que el motor deje de funcionar con diésel convencional derivado del petróleo. También dejó de usar camelina porque su perfil de ácidos grasos poliinsaturados con alto contenido de omega-3 no era adecuado para el combustible SVO.

Quinn tuvo que cambiar a una semilla oleaginosa con un alto contenido de ácidos grasos oleicos y monoinsaturados: ya fuera de girasol, de cártamo o de canola. Probó con el girasol, pero tuvo algunas dificultades para triturar y procesar esta semilla. Vendió el aceite de girasol a un fabricante de jabón a un precio de entre 1,25 y 1,30 dólares por libra. El cártamo demostró tener el mayor potencial de crecimiento.

El uso del cártamo como combustible SVO funcionaba bien, pero dos sucesos llevaron a otro cambio más en la forma en que la granja seguiría adelante. Un empleado de Quinn había llevado un poco del aceite de cártamo sin refinar y prensado en frío a la delicatessen de Big Sandy para que lo usaran en sus freidoras. Cuando el dueño de la delicatessen se entusiasmó con el aceite y pidió más, Quinn supo que tal vez había dado con algo nuevo. El restaurante pagaría 2.00 dólares por libra de aceite de cártamo. ¿Qué tenía más sentido? ¿Moler el cártamo para obtener combustible, que —en ese momento— era un producto a granel de valor relativamente bajo? ¿O vender ese mismo aceite para uso alimenticio a un precio muchas veces superior al del combustible? En la mente activa de Bob Quinn, la respuesta fue «ambas cosas».

Limpieza del aceite de cocina usado para utilizarlo como combustible

El uso de aceite de cocina usado para producir biodiésel o combustible SVO puede ser muy complicado y generar sorpresas costosas. Por ejemplo, un agricultor de Washington perdió un tractor a diésel por usar biodiésel elaborado con aceite de freír reciclado de un restaurante. Llegó a la conclusión de que los ingredientes utilizados para recubrir las papas rizadas pasaron al proceso de elaboración, contaminando el biodiésel. Como se señala en otras publicaciones, no saber exactamente qué contiene el aceite usado te expone a problemas relacionados con tipos incorrectos o niveles demasiado altos de ácidos grasos libres, así como a aditivos no deseados diseñados para reducir la formación de espuma. Bob Quinn solo utiliza aceite de cártamo reciclado para producir combustible SVO. El aceite devuelto se lava y luego se le elimina el agua. La pequeña cantidad de agua procedente de alimentos congelados o frescos se elimina hirviéndola en agua caliente bajo vacío, lo que permite que el agua hierva a 150°F. El aceite caliente se pasa por una centrífuga y luego se filtra hasta un tamaño de partícula de tres micras para eliminar las impurezas.

Cerrando el ciclo con «Food to Fuel»

Uno de los argumentos en contra del uso de cultivos como combustible es que esos cultivos deberían utilizarse para garantizar la seguridad alimentaria de todos, y NO desviar valiosos recursos de tierras agrícolas hacia la producción de combustible. En colaboración con la Universidad Estatal de Montana-Northern, en la cercana ciudad de Havre, y con una pequeña subvención del Programa de Investigación y Educación en Agricultura Sostenible del Oeste (SARE), Quinn se disponía a diseñar un plan y un sistema para utilizar el cártamo primero como alimento y luego como combustible.

La prensa de filtro (en primer plano) retiene las impurezas y los residuos que quedan en el aceite después de ser prensado. Foto: NCAT

El aceite se vendería a restaurantes, servicios de alimentación institucionales y otros compradores ubicados a una distancia razonable de la granja de Big Sandy. Estos compradores utilizarían el aceite en sus freidoras y guardarían el aceite usado para que se lo recogieran cuando se realizara la siguiente entrega de aceite de cártamo fresco. Así nació Oil Barn.

The Oil Barn se fundó en 2013 y actualmente está a cargo de Trevor Wilkerson. Las instalaciones de molienda, empaque y almacenamiento de The Oil Barn se encuentran en la granja Quinn. Una vez molido el cártamo, el aceite se pasa por una prensa de filtro para eliminar las impurezas. No se realiza ningún otro proceso de blanqueo ni refinado, y no se le agregan aditivos al aceite. El aceite de cártamo se vende en envases de 5 galones a los servicios de alimentación de la Universidad Estatal de Montana y de la Universidad de Montana, así como a restaurantes y otros compradores en Montana. Se entrega mensualmente a estos puntos de venta. Otro cliente importante es Botany Soap, en Missoula, Montana. Esta empresa fabrica jabón orgánico, pero no devuelve el aceite para su reprocesamiento.

The Oil Barn vende botellas de aceite de cártamo de 16 onzas y 24 onzas. Wilkerson afirma que la línea de venta al por menor tiene como objetivo aumentar la visibilidad de la marca, además de constituir otra fuente de ingresos para la empresa. The Oil Barn vende su torta de semillas de cártamo orgánica a la red de granjas lecheras de Organic Valley. La empresa ha descubierto que la torta de semillas de cártamo no orgánica es más difícil de vender, a pesar de que presenta un contenido de proteína de entre el 22 y el 24 por ciento, un contenido de grasa del 7 por ciento y se conserva bien. Esta es una de las razones por las que The Oil Barn retirará gradualmente su aceite no orgánico en el transcurso del próximo año o los dos siguientes.

El alto contenido de ácido oleico (del 80 al 86 %) del cártamo da como resultado un aceite y una torta de semillas muy estables que pueden conservarse hasta 18 meses.

Algunas de las otras lecciones aprendidas en el camino

«Esto ha sido un gran experimento», dice Quinn con una sonrisa. Entre sus consejos para los demás se encuentran los siguientes:

• No dejes que la semilla se seque demasiado, tal como se menciona en otra sección de esta publicación. El nivel óptimo de humedad para el cártamo es del 11 %. Quinn descubrió por las malas que la semilla de cártamo con un 9 % de humedad estaba demasiado seca para procesarla con éxito.
• Es importante contar con semillas muy limpias, y las semillas orgánicas son más difíciles de limpiar que las cultivadas de manera convencional, principalmente debido a la mayor presencia de residuos de malezas en los cultivos orgánicos.
• Invertir en la calidad de las semillas y realizar pruebas para evaluarla es MUY importante. Observe o realice pruebas para detectar daños por germinación en las semillas antes de triturarlas. Esto es más fácil de decir que de hacer, ya que a veces las semillas oleaginosas pueden germinar sin mostrar ningún daño visible. Las semillas germinadas producen un aceite de mal sabor.
• Experimenta con diferentes velocidades de prensado de las semillas oleaginosas para determinar cuál es la óptima y más eficiente para lo que estás procesando. Las recomendaciones de los fabricantes no siempre coinciden con lo que realmente produce la mejor cantidad y calidad de aceite.
• «Cerrar el ciclo» al recuperar el aceite usado de restaurantes y servicios de alimentación institucionales es complejo. Los pequeños compradores no cuentan con la capacidad de almacenamiento ni el espacio para separar y guardar el aceite para el Oil Barn.
• El aceite vegetal puro (SVO) no es adecuado para motores diésel sin un procesamiento cuidadoso del aceite vegetal y sin modificaciones en el propio motor, como ajustar la sincronización e instalar un tanque especial y equipo para el SVO (Anónimo, 2018; Riggin, 2018). Describir todas las modificaciones necesarias y los requisitos de procesamiento excede el alcance de esta publicación. Consulte la sección de Referencias para obtener una fuente de información más detallada.

Lo que nos depara el futuro

Aunque la producción, distribución y reutilización del aceite de cártamo constituyen el núcleo del negocio de Oil Barn, se avecinan más cambios. En 2017, la producción de cáñamo industrial se legalizó en Montana bajo los auspicios del Departamento de Agricultura de Montana. Oil Barn se está posicionando para procesar aceite de cáñamo con fines culinarios y cosméticos. Las pruebas preliminares de la empresa con el cáñamo parecen indicar que hay muy poca diferencia entre el procesamiento de las semillas de cártamo y el de las semillas de cáñamo. La torta de semillas de cáñamo está destinada al consumo humano como suplemento rico en proteínas. A diferencia de la torta de cártamo —que tiene un sabor amargo—, la torta de semillas de cáñamo tiene un sabor dulce y a nuez.

Referencias

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Van Gerpen, Jon, Rudy Pruszko, Davis Clements, Brent Shanks y Gerhard Knothe. 2006. Cómo armar un negocio exitoso de biodiésel. 2.ª ed. Conceptos básicos del biodiésel.

Anónimo. 2018. «El aceite vegetal puro como combustible diésel». Journey to Forever.

Riggin, Randall, especialista en combustibles diésel. Conversación con el autor. 19 de junio de 2018.

Recursos adicionales

Publicaciones

Enterprise Works /VITA, una división de Relief International
818 Connecticut Avenue NW, Suite 600
Washington, DC 20005
202-639-8660
dc@ri.org
Hay dos publicaciones relevantes a la venta a través de EWW/VITA Publications:

• Introducción a la extracción a presión de aceites vegetales. Casten, sin fecha. Por James Casten y el Dr. Harry E. Snyder. Publicaciones EWW/VITA. TP n.º 40.
• Introducción a la extracción con solventes de los aceites vegetales. Sin fecha. Por Nathan Kessler. Publicaciones EWW/VITA. TP n.º 41.

Informe final: Producción de biodiésel a partir de semillas oleaginosas en las explotaciones agrícolas. 2007. Por Vern Grubinger. Servicio de Extensión de la Universidad de Vermont.

Cómo procesar semillas oleaginosas a pequeña escala. Howtopedia.

Practical Action Publishing
The Schumacher Center
Bourton on Dunsmore
Rugby, CV239Q2
Reino Unido
+44 (0)1926634400

Practical Action cuenta con varias publicaciones descargables sobre este tema:

• Aceites esenciales. 2008. Por Tony Swetman. Editorial Practical Action. (PDF de 545 K)
• La prensa de tornillo manual para la extracción de aceite a pequeña escala. 2008. Por Andrew Russell. Editorial Practical Action. (PDF de 180K)
• Extracción de aceite. 2008. Por Tony Swetman. Editorial Practical Action. (544K PDF)
• Procesamiento de semillas oleaginosas a pequeña escala. 2006. Por Barrie Axtel y Neil Noble. Practical Action Publishing. (PDF de 370 K)

Cómo establecer y operar un negocio de aceite de cocina a pequeña escala. 2012. Editado por P.J. Fellows y B. Axtell. Serie «Oportunidades en el procesamiento de alimentos», Centro Técnico ACP-UE para la Cooperación Agrícola y Rural (CTA). Wageningen, Países Bajos.

Procesamiento de semillas oleaginosas a pequeña escala. 2007. Por Joel Schumacher. Servicio de Extensión de la Universidad Estatal de Montana. Informe n.º 88.

La descascarilladora y prensa de aceite de semillas de girasol. Por Jeff Cox. Jardinería orgánica. Rodale Press. Abril de 1979.

Investigación y educación

Programa de Grasas y Aceites
Centro de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos (PERDC)
Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M (TEES)
2476 Universidad de Texas A&M
College Station, TX 77843-2476
979-845-2740

Harina de semillas oleaginosas y alimentación animal

Sistema de Información sobre Recursos para la Alimentación Animal — Aceite de canola

Camelina sativa, un cultivo de Montana rico en omega-3 y utilizado como combustible. 2007. Por Alice Pilgeram, David C. Sands, Darrin Boss, Nick Dale, David Wichman, Peggy Lamb, Chaofu Lu, Rick Barrows, Mathew Kirkpatrick, Brian Thompson y Duane L. Johnson. En: Cuestiones sobre nuevos cultivos y nuevos usos. J. Janick y A. Whipkey (eds.). ASHS Press, Alexandria, VA.

Harina de canola: una introducción básica. Consejo de la Canola de Canadá.

Especificaciones sobre la harina de girasol. Alimentación con harina y semillas enteras de girasol. Asociación Nacional del Girasol.

Equipo

(Nota: Ni el NCAT ni los autores de esta publicación respaldan ninguno de los productos que aquí se enumeran. Esta lista tiene carácter ilustrativo y no pretende ser una lista exhaustiva de proveedores de equipos.)

Medidores de humedad de granos

Seedburo Equipment Company
2293 S. Mt. Prospect Road
Des Plaines, IL 60018
312-738-3700

Limpiadoras de semillas

A.T. Ferrell Company
1440 S. Adams St.
Bluffton, IN 46714
260-824-3400
800-248-8318
Esta empresa fabrica molinos de ventilación Clipper.

ALMACO
Apartado postal 296
99 M Avenue
Nevada, IA 50201
515-382-3506

Molinos de semillas oleaginosas

Prensa para semillas oleaginosas Kern Kraft

Las prensas para semillas oleaginosas de la marca alemana Kern Kraft tienen una capacidad que va desde ¼ de tonelada al día hasta 4 toneladas al día. Circle Energy, con sede en Wisconsin, distribuye las prensas y filtros para semillas oleaginosas de la marca alemana Kern Kraft, así como los procesadores de biodiésel Evolution. Para conocer los precios y obtener más información, comuníquese con:

Circle Energy
Apartado postal 298
Dodgeville, WI 53533
608-935-5864 o 608-574-7449 o 800-366-3402

De Smet Ballestra
Contacto para América del Norte y Canadá
Paul Keith, pk@rosedowns.co.uk
Keith Ross, kr@rosedowns.co.uk

Otros fabricantes de prensas para semillas oleaginosas

Hybren Oilsee

Sitios web sobre otros aceites

Procesamiento del aceite de palma

Cultivos oleaginosos menores – Monografías individuales

Procesamiento de semillas oleaginosas para productores a pequeña escala
Por Al Kurki, Janet Bachmann y Holly Hill
Especialistas en agricultura del NCAT • Publicado en febrero de 2008
Actualizado por Al Kurki
Agosto de 2018 ©NCAT
IP134
Slot 140
Versión 82218

Esta publicación ha sido elaborada por el Centro Nacional de Tecnología Apropiada (NCAT) a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Esta publicación también ha sido posible, en parte, gracias al financiamiento del Programa de Desarrollo Profesional de Western SARE. ATTRA.NCAT.ORG.