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Prof. Me Marcel de Campos Oliveira Engenheiro de Alimentos – Os alimentos considerados fontes de lipídios são: Óleos; Gorduras; Frutas oleaginosas; DO PONTO DE FÍSICO OS ÓLEOS SÃO DEFINIDOS COMO COMPOSTOS LIPÍDICOS QUE EM TEMPERATURA AMBIENTE ESTÃO NA FORMA LÍQUIDA. ÓLEOS GORDURAS AS GORDURAS SÃO DEFINIDAS COMO COMPOSTOS LIPÍDICOS QUE EM TEMPERATURA AMBIENTE SE ENCONTRAM NA FORMA SÓLIDA. – Óleos vegetais e gorduras vegetais: São os produtos constituí dos principalmente de glicerídeos de ácidos graxos de espécies vegetais. Podem conter pequenas quantidades de outros lipídeos como fosfolipídios, constituintes insaponificáveis e ácidos graxos livres naturalmente presentes no óleo ou na gordura. ÓLEOS VEGETAIS ÓLEOS E GORDURAS – Classificação: GORDURAS Animais: banha, manteiga; Vegetais: manteiga de cacau; ÓLEOS Animais: baleia, peixe; Vegetais Comestíveis; Secativos. – Principais fontes: ÓLEOS VEGETAIS ÓLEOS VEGETAIS Alimento Láurico C12:0 Mirístico C14:0 Palmítico C16:0 Esteárico C18:0 Oléico C18:1 Linoléico C18:2 Linolênico C18:3 Temperatura Solidificação Manteiga de cacau --- --- 24 35 39 2 --- 22⁰C Azeite de Oliva --- --- 10 -17 --- 50 – 80 10 --- -6 a 2⁰C Óleo de soja --- --- 11 3 25 55 6 – 9 -10 a -16⁰C Óleo de girassol --- --- 8 5 20 65 1 -17⁰C Óleo de algodão --- 1 25 2 18 53 --- -12 a -13⁰C Óleo de milho --- 13 2 30 55 1,5 --- -10 a -20⁰C Manteiga 3 10 25 10 20 3 2 20 a 23⁰C Sebo --- 2 25 20 45 2 --- 31 a 38⁰C Tabela 1 – Teor de ácidos graxos em óleos e gorduras. UTILIDADES – Os óleos vegetais são utilizados como: Óleo de cozinha; Pintura; Lubrificante; Cosméticos; Farmacêutico; Iluminação; Combustível (biodiesel ou puro); Usos industriais. • Alguns tipos de óleos, tais como o óleo de colza, algodão ou rícino são impróprios para consumo humano sem o devido processamento prévio. ÓLEOS VEGETAIS – Preparação dos grãos para extração de óleos e gorduras – Todos os processos de extração possuem os seguintes objetivos: → Obter uma gordura ou óleo de boa qualidade e isento, tanto quanto possível, de impurezas; → Produzir uma torta (ou farelo) com valor tão alto quanto possível. ÓLEOS E GORDURAS – Obtenção de matérias graxas: DE ORIGEM VEGETAL → Extração mecânica (prensagem); → Extração por solvente; DE ORIGEM ANIMAL → Digestão a seco; → Digestão úmida; → Extração por solvente; Figura 1 - Prensador mecânico contínuo. Figura 2 - Extrator de soxhlet. → Matéria graxa (animais): possui grandes quantidades de gordura e água, os quais podem ser separados facilmente da parte sólida mediante processos de extrusão. → Semente oleaginosa: em geral, contém grande proporção de material sólido associado com o óleo sendo mais difícil a separação. → Processos de prensagem: o material deverá ser reduzido de tamanho, sofrer um tratamento térmico e após ser submetido à elevada pressão para retirar o óleo da polpa. NOS PROCESSOS MAIS EFICIENTES DE PRENSAGEM, A TORTA RETÉM CERCA DE 2,5-5% EM PESO DE ÓLEO. PORTANTO OS PROCESSOS DE EXTRAÇÃO MECÂNICA POR PRENSAGEM SÓ SERÁ VANTAJOSO EM SEMENTES COM ALTO TEOR DE ÓLEO. – Exemplos: Soja – 18% de óleo / 82% de polpa Mamona – 45% de óleo / 55% de polpa – Prensando 100 kg de cada um resulta: 1) Soja Torta = 82 kg + 4,1 kg de óleo = 86,1 kg Perda: 23% Óleo = 13,9 kg Rendimento: 77% 2) Mamona Perda: 6% Torta = 55 + 2,75 kg de óleo = 57,75 kg Óleo = 42,25 kg Rendimento: 94% PORTANTO, PARA OLEAGINOSAS COM POUCO ÓLEO A EXTRAÇÃO DEVERÁ NECESSARIAMENTE SER COM SOLVENTE PARA COMPENSAR ECONOMICAMENTE, POIS A QUANTIDADE DE ÓLEO NA TORTA REDUZ-SE A MENOS DE 1% EM PESO SOBRE A TORTA. Óleo de rícino 1-Secagem; 2-Armazenagem; 3-Pré-limpeza; 4-Moinhos; 5-Condicionador; 6-Laminador; 7-Extrator ; 8-Dessolventizador tostador; 9-Destilação; 10-Centrifugação. Figura 3 – Fluxograma de preparação dos grãos para a extração de óleo. – O processo de industrialização da soja, de maneira geral, divide-se em duas etapas principais: → A produção de óleo bruto, tendo como resíduo o farelo; → O refino do óleo bruto produzido. Farelo de soja - Granol – A obtenção do óleo bruto e do farelo ocorre em três etapas: 1) Armazenamento dos grãos; 2) Preparação dos grãos; 3) Extração do óleo bruto. – O processo da produção do óleo bruto e do farelo, deve-se salientar a importância das condições do armazenamento da soja, pois incidem diretamente no: → Rendimento e na qualidade do produto final. Quando as sementes oleaginosas são armazenadas em más condições, podem ocorrer problemas, tais como: → Aquecimento da semente, chegando até a carbonização, caso esteja com umidade acima da crítica (13⁰C); → Aumento de acidez; → Escurecimento do óleo contido na semente, tornando difícil a refinação e a clarificação; – Modificações sensoriais: → Influindo no sabor e no aroma dos farelos e óleos produzidos; → Modificações estruturais, como a diminuição do índice de iodo após armazenamento prolongado da semente de soja. – Os grãos colhidos nos campos de produção ou armazenados nos centros de distribuição são transportados por: → Via rodoviária; → Ferroviária ou hidroviária até as indústrias de esmagamento. – Na matéria-prima recebida, são avaliados por amostragem: → Muitas impurezas, frequentemente, se misturam aos grãos; O TEOR DE UMIDADE, A QUANTIDADE DE MATERIAL ESTRANHO E A INCIDÊNCIA DE GRÃOS QUEBRADOS, AVARIADOS E ARDIDOS. → A eliminação da sujidade mais grossa antes do armazenamento na indústria é denominada pré-limpeza. → É realizada por máquinas especiais, dotadas de peneiras vibratórias ou de outro dispositivo, que separam os grãos dos contaminantes maiores. – São realizados em equipamentos tais como: → Tambores rotativos de chapas perfuradas; → Peneiras vibratórias; → Eletroímãs colocados na esteira transportadora. A pré-limpeza, antes do armazenamento, diminui os riscos de deterioração e reduz o uso indevido de espaço útil do silo. → Os grãos limpos, dos quais se deseja separar os cotilédones (polpas) dos tegumentos (cascas), não devem sofrer compressão durante o descascamento; Parte do óleo passaria para a casca e se perderia, uma vez que as cascas, normalmente, são queimadas nas caldeiras destinadas à geração de calor ou vapor nas indústrias. Os descascadores: onde as cascas são quebradas por batedores ou facas giratórias e são separadas dos cotilédones por peneiras vibratórias e insuflação de ar. OS COTILÉDONES SEPARADOS (DUAS METADES) APÓS O DESCASCAMENTO SOFREM UM AQUECIMENTO ENTRE 55-60⁰C. Importante: a extração de óleo dos grãos é facilitada pelo rompimento dos tecidos e das paredes das células. – A trituração e laminação tem a seguinte função: Diminuir a distância entre o centro do grão e sua superfície e aumentar a área de saída do óleo. A trituração e a laminação são realizadas por meio de rolos de aço inoxidável horizontais ou oblíquos. A desintegração dos grãos Ativa as enzimas celulares Lipase Peroxidase Efeito negativo Qualidade do óleo e da torta ou farelo. Podemos concluir que a trituração dos cotilédones e a laminação das pequenas partículas obtidas devem ser efetuadas o mais rápido possível. Figura 4 – Laminador de 5 rolos verticais. No caso da soja é suficiente passar os fragmentos dos grãos por apenas um par de rolos. Quando o material for processado apenascom extração mecânica, normalmente não é necessário que seja laminados, como seria o caso da soja. As sementes que serão laminadas tenham uma razoável umidade e estejam a uma temperatura adequada (10-11% e 160-170⁰F, no caso da soja). → Quando o material triturado passa por vários rolos de trituração, no primeiro ocorre a fragmentação do material e nos demais ocorre a laminação progressiva. Princípio: IMPORTANTE → Além da trituração e laminação é necessária uma ruptura adicional através do calor úmido, por vapor direto ou indireto. – Os efeitos desse aquecimento são: • Diminui a viscosidade do óleo e sua tensão superficial; • Promove a coagulação e desnaturação parcial das substâncias proteicas; • Inativação de enzimas lipolíticas; • Aumenta a permeabilidade das membranas celulares; DIMINUI A AFINIDADE DO ÓLEO COM AS PARTÍCULAS SÓLIDAS DA SEMENTE. A temperatura de cozimento varia de 70-105°C dependendo da semente a ser processada; Antes de ser submetida ao processo de prensas contínuas o material cozido deve ser secado. Os grãos depois de cozidos são homogeneizados em uma massa uniforme em um equipamento chamado de expansor. O calor produzido com as funções da homogeneização, da fricção entre o eixo espiral e da parede interna do expansor, com a injeção direta de vapor produz uma expansão da massa em floco. O TECIDO CELULÓSICO DA SEMENTE OLEAGINOSA É DESTRUÍDO COMPLETAMENTE DENTRO DO EXPANSOR. Quando a massa de grãos é eliminada para fora do equipamento, devido à alta pressão e a alta temperatura, a massa é expandida por causa da queda súbita de pressão, e a umidade nela contida é evaporada instantaneamente. CONSEQUENTEMENTE O MATERIAL TRANSFORMA-SE NUMA ESTRUTURA COM MICROPOROS, APRESENTANDO UM ASPECTO ESPONJOSO. – As principais vantagens para que se realize o processo de expansão antes da extração do óleo vegetal são: Melhora a capacidade de funcionamento no processo de extração; Melhora na velocidade da extração por prensagem e química; Reduz a quantidade de solvente necessário na extração química; Aumenta a concentração de micelas e reduz o consumo energético no sistema de evaporação da micela; Desativa as enzimas na semente oleaginosa e melhora a qualidade do óleo. – Existem dois métodos: Extração mecânica (prensado); Extração por solvente. *Curso de Produção de óleo vegetal comestível e biocombustível – CPT. SEMENTES (Recepção e estocagem) FASE I A industrialização das sementes oleaginosas divide-se segundo o esquema seguinte: PRODUÇÃO DE ÓLEO BRUTO PRODUÇÃO DE FARELO FASE II REFINAÇÃO DO ÓLEO INDUSTRIALIZAÇÃO DO FARELO P R O D U T O S Extração de óleo de soja Figura 5 - Estágios do processo químico industrial de extração de óleo de soja. 2 4 3 1 5 68 7 9 10 SUBPRODUTO SUBPRODUTO SUBPRODUTO SUBPRODUTO 11 *Óleo de canola como é feito. SÃO ÓLEOS VEGETAIS EM ESTADO NATURAL OU REFINADO, FARELO DE SOJA MOÍDO OU PELETIZADO; BIODIESEL, GLICERINA E LECITINA, ALÉM DE ALGUNS PRODUTOS DERIVADOS. Fonte: Granol, (2014). Figura 6 - Fluxograma dos principais itens do agronegócio da soja. A colega, Rita de Cássia Vieira Macri e a Fatec de Jaboticabal pelo convite para ministrar a palestra intitulada “Tecnologia para produção de óleo de soja”. Marcel de Campos Oliveira Engenheiro de alimentos Mestre em Engenharia e Ciência de alimentos Área de concentração de Ciência e Tecnologia de Alimentos UNESP/IBILCE – SJRP-SP Doutorando em Agronomia (Produção Vegetal) UNESP/FCAV- Jaboticabal-SP Departamento de Tecnologia/TAA E-mail: marceloliveira.oliveira@yahoo.com.br
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