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DEGOMAGEM OS DIFERENTES PROCESSOS DE DEGOMAGEM A maior parte dos óleos contem fosfolipídeos, também conhecidos como fosfatídeos ou simplesmente gomas. Estes fosfatídeos são excelentes agentes emulsificantes e também aumentam as perdas durante o processo de refino. Os fosfatídeos também estão ligados com parte dos metais existentes no óleo bruto. Por esta razão, ambos os constituintes, gomas e metais, são responsáveis pela baixa estabilidade dos óleos desodorizados ou refinados fisicamente. Existem dois tipos de gomas, as hidratáveis e as não hidratáveis. Os diferentes tipos de óleos e gorduras contém quantidades variáveis de fosfolipídeos. Alguns óleos com seus conteúdos típicos de gomas são listados na tabela 1. Quando da determinação do conteúdo de fosfatídeos, é analisado o conteúdo de fósforo no óleo e expresso em ppm. Este valor multiplicado pelo fator 25,4 nos dá o conteúdo de fosfatídeos no óleo. Este fator é derivado da relação entre o peso específico do fósforo e dos fosfatídeos. Tipo de óleo Fosfatídeos (ppm P) Óleo de soja 700 - 1000 Óleo de canola 450 - 500 Óleo de milho 250 - 300 Óleo de girassol 300 - 1000 Óleo de arroz 450 - 700 Óleo de palma 20 - 30 A composição típica dos fosfatídeos do óleo de soja bruto é mostrada na tabela 2. Fosfolipídeo Porcentagem Fosfaditil colina (PC) 22 Fosfaditil etanolamina (PE) 23 Fosfaditil serina (PS) 2 Fosfaditil inositol (PI) 20 Ácido fosfatídeo (PA) 5 Fitoglicolipídeos (PGL) 13 Outros fosfolipídeos 15 Tabela 1: Conteúdo típico de gomas de alguns óleos brutos. Tabela 2: Composição dos fosfatídeos (sem o óleo) para óleo de soja. Os fosfatídeos hidratáveis podem ser facilmente removidos pela adição de um volume de água equivalente ao volume de gomas. As gomas hidratáveis são insolúveis no óleo e podem ser separadas. Os fosfatídeos não hidratáveis são sais de ferro, sódio e magnésio do ácido fosfatídico e somente podem ser condicionados a uma fase hidratável e portanto insolúvel no óleo, por tratamento com um ácido concentrado. O conteúdo de gomas não hidratáveis é muito diferente nos diversos óleos e também depende da qualidade das sementes das quais o óleo foi extraído. O conteúdo de fosfatídeos não hidratáveis cresce, por exemplo, durante a estocagem nas sementes danificadas ou úmidas. Dependendo do método de refino aplicado, diferentes métodos de degomagem são utilizados. O refino físico, em particular, requer quase 100% de remoção dos fosfatídeos. Por este motivo, alguns processos, bastante complicados foram desenvolvidos. Em seguida serão descritos os diferentes processos que podem ser oferecidos pela Westfalia. 1 . DEGOMAGEM COM ÁGUA A degomagem com água é a forma mais simples de redução de fosfatídeos. Entretanto, apenas as gomas hidratáveis podem ser removidos com este método. Se o óleo for a seguir refinado quimicamente, este processo é normalmente adequado pois os fosfatídeos não hidratáveis são removidos com a borra durante a neutralização dos ácidos graxos livres com soda cáustica. Complementarmente, a degomagem com água deve sempre ser aplicada se a lecitina deve ser recuperada o que é o caso normal do óleo de soja. A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma instalação contínua de degomagem com água. O óleo bruto que pode ser um óleo somente de extração ou uma mistura de óleo de prensagem e extração, é inicialmente aquecido até a temperatura ótima de processo. Aqui um compromisso deve ser atingido com respeito à temperatura ótima de degomagem e de separação. Uma baixa temperatura irá produzir uma melhor degomagem, mas, a custa de maiores perdas de óleo nas gomas. A uma alta temperatura as perdas serão reduzidas, mas mais gomas permanecerão em solução e não serão separadas no processo. A temperatura ótima de processo demonstrou ser na faixa de 70 a 80oC. Um volume de água quente correspondente ao conteúdo de gomas é adicionado ao óleo aquecido e de e ser intensivamente misturado com o óleo. A Westfalia Separator desenvolveu um misturador centrífugo para esta finalidade com excelentes resultados. Ele mistura tão intensamente que ocorre a hidratação expontânea dos fosfatídeos como resultado da fina dispersão da água no óleo. Por esta razão, o tanque de hidratação mostrado na figura 1 entre o misturador e o separador não é normalmente requerido. Se solicitado pelo cliente, ou se for utilizado um misturador menos intensivo, o tanque com agitação pode ser utilizado com um tempo de residência de aproximadamente 10 a 30 minutos. As gomas hidratadas, uma pasta muito viscosa, é agora separada do óleo em um separador de pratos. Modernamente são aplicadas centrífugas auto limpantes, que, se dotadas de sistema clean-in-place, praticamente nunca necessitam de limpeza manual. Esta máquina oferece ainda a vantagem de que os sólidos separados no tambor podes ser descarregados separadamente das gomas através das descargas parciais. Isto é uma vantagem se as gomas devem ser secas e vendidas como lecitina, pois serão mais puras e portanto mais valiosas. Se as gomas forem adicionadas ao farelo no tostador, centrífugas de parede fixa serão uma solução mais econômica. Fornecendo um óleo de boa qualidade com não mais de 0,1% de sólidos, estas máquinas podem funcionar por 1 a 2 semanas antes de ser necessária a limpeza manual. As gomas viscosas arrastam a maior parte dos sólidos com elas. Se o óleo degomado for para venda ou estocagem, é recomendado a secagem do mesmo. Após a separação, o conteúdo de água pode ainda chegar a 0,3 - 0,4% o que pode resultar numa subsequente hidratação de parte das gomas durante um longo período de estocagem. Com a degomagem aquosa somente os fosfatídeos hidratáveis podem ser removidos. Não é possível remover os não hidratáveis. Como já foi mencionado, seu conteúdo depende da qualidade do óleo bruto, não é possível definir ou prever o conteúdo absoluto do residual de gomas no óleo degomado. No caso do óleo de soja ele irá flutuar entre 80 e 250 ppm de fósforo. O primeiro número, porém, somente é atingível com óleo de sementes de primeira linha, como o encontrado normalmente na América do Norte e também na América do Sul. óleo bruto água quente óleo degomado gomas Fig, 1 – Instalação de degomagem com água A tabela 3 mostra alguns óleos com seu conteúdo típico de gomas após a degomagem com água. Estes dados se baseiam em refinarias européias. Tipo de óleo Fosfatídeos (ppm P) Óleo de Soja 150 - 200 Óleo de colsa 150 - 200 Óleo de girassol 80 - 120 2. DEGOMAGEM ÁCIDA Como mencionado anteriormente, somente os fosfatídeos hidratáveis podem ser removidos com instalações de degomagem com água. Se quisermos remover também gomas não hidratáveis, estas devem ser condicionadas para uma forma hidratável. Isto significa que os complexos metal/fosfatídeo são cindidos através de ácidos em sais metálicos insolúveis em óleo e ácido fosfatídico. O ácido fosfórico demonstrou ser a melhor alternativa entre os vários ácidos. Deve-se ressaltar que somente ácido fosfórico recuperado termicamente é usado pois contém menor quantidade de cloretos e portanto é menos corrosivo. Ácido clorídrico e sulfúrico são comparativamente mais agressivos e causam reações secundárias indesejáveis no óleo. Se for utilizado ácido cítrico para a degomagem, as gomas separadas podem ser utilizadas como lecitina em certas condições. A seguir são apresentadas as descrições de diferentes processos de degomagem ácida. 2.1 DEGOMAGEM ÁCIDA SIMPLES O processo de degomagem ácida simples ilustradona figura 2 é somente aplicado atualmente para óleos que tem conteúdo de fosfatídeos relativamente baixo, porém contém outras impurezas, como pigmentos coloridos, proteínas, etc. Óleo de palma, óleo de coco, palmiste e oliva são os que pertencem a esta categoria, porém, gorduras animais também são representadas. Antes do refino físico ou hidrólise, estes produtos devem ser degomados com ácido e lavados de forma a serem processados economicamente no estagio subsequente de branqueamento. Dependendo do produto e requerimentos, este tratamento pode reduzir o consumo de terra de branqueamento em até 30% o que significa um rápido retorno do investimento. É de conhecimento geral que os custos de operação de plantas de branqueamento são altos tanto devido ao custo de aquisição das terras como o custo para dispor do material exaurido. É também demostrado que a estabilidade à oxidação de óleos pré-tratados desta forma é substancialmente melhor do que os degomados via seca. Tabela 3 Conteúdo típico de gomas de alguns óleos degomados com água Fig. 2: Instalação de degomagem ácida simples O óleo bruto é inicialmente aquecido a 80 - 90oC com vapor saturado e a seguir é adicionado 0,1 a 0,3% em volume de ácido fosfórico concentrado, usualmente a 75%. Após intensiva mistura do ácido com o óleo em um misturador centrífugo, segue-se um tempo de reação de cerca de 5 minutos. Finalmente é adicionada ao óleo 2 a 5 % de água quente e intensivamente misturada em um segundo misturado centrífugo. Óleos e gorduras com um conteúdo baixo de fósforo podem ser alimentados diretamente ao separador centrífugo; no caso de óleos com um conteúdo alto de fosfatídeos, é recomendado incorporar-se um tanque de residência com cerca de 20 minutos de tempo de retenção e agitação, após a adição da água. A centrífuga utilizada na separação das gomas deve ser preferivelmente uma centrífuga auto limpante, pois os sólidos do óleo bruto e os produtos precipitados pelo ácido (por exemplo proteínas) podem rapidamente bloquear os tambores dos separadores de parede fixa. Antes da estocagem ou de processamentos subsequentes, o óleo degomado deve ser seco a vácuo. A disposição das gomas ácidas deve ser discutida para cada caso individual. Em alguns casos, é possível adicionar-se ao farelo, isto é, o destinado a ração animal, se a plantas for equipada com uma instalação de extração e a legislação específica assim o permitir. óleo degomado óleo bruto Goma s água quente Dosagem de ácido fosfórico 2.2 DEGOMAGEM ESPECIAL O processo de degomagem especial (que as vezes é chamado de degomagem intensiva ou refino ácido) foi desenvolvido para óleos com altos teores de fosfatídeos como óleo de soja, de colsa, girassol ou milho. O processo foi inicialmente descoberto por acaso. Posteriormente as reações químicas foram investigadas mais extensivamente. A grande vantagem deste processo é que instalações deste tipo podem ser utilizadas tanto para a degomagem intensiva como para o refino alcalino convencional. Esta instalação é ilustrada esquematicamente na figura 3. Fig. 3: Processo de degomagem especial O óleo bruto é inicialmente aquecido até a temperatura de 70oC. Em seguida é adicionado 0,1 a 0,3% em volume de ácido concentrado que deve ser distribuído no óleo tão finamente quanto possível. Tanto ácido fosfórico a 75 - 85% como ácido cítrico a 50% produzem ótimos resultados. Misturadores centrífugos Westfalia provaram ser excelentes para misturar o ácido com o óleo. Para intensificar a reação entre o ácido e os fosfatídeos, segue-se um tempo de reação de 3 a 5 minutos em um tanque simples. Neste caminho, os fosfatídeos/ complexos metálicos são cindidos em sais de metais insolúveis e fosfatídeos em sua forma ácida. Subseqüentemente, uma pequena quantidade de soda cáustica diluída é adicionada para neutralizar o ácido adicionado. Desta forma são produzidos os componentes hidratáveis que podem ser precipitados pela adição de 2% de água e então separados em centrífugas. O grau de neutralização do ácido dosado é de decisiva importância para o funcionamento e eficiência da planta. Se o grau de neutralização é muito baixo, a viscosidade das gomas é tão alta que a descarga contínua dos separadores centrífugos é freqüentemente problemática. Ácido Soda Vácuo Água Óleo bruto Água Se o grau de neutralização é muito alto, parte dos ácidos graxos serão neutralizados. Os sabões formados facilitam a descarga das gomas da centrífuga mas aumentam drasticamente as perdas devido à emulsificação. Um grau de neutralização de 70% provou ser excelente para o funcionamento da instalação. Um misturador centrífugo deve ser usado novamente para misturar óleo e soda. Um misturador estático pode ser usado para adicionas água de hidratação. A hidratação se processa em cerca de 20 minutos em um tanque de retenção equipado com agitadores e bafles. Tanto centrífugas de parede fixa como auto limpantes são usadas para separar as gomas, embora a última seja a mais indicada. Como o óleo que sai da centrífuga ainda contém 0,3 a 0,5% de umidade, este deve ser seco a vácuo antes da estocagem. Se o óleo for imediatamente branqueado, isto não é sempre necessário. As gomas separadas não podem ser usadas como lecitina para consumo humano visto que são desnaturadas devido aos produtos químicos adicionados. Entretanto, é possível adicioná-las ao farelo. Se a planta existente é uma linha combinada com um refino alcalino, então o último estágio de lavagem é integrado. Neste caso, ele pode ser utilizado para lavar o óleo degomado pois isto pode reduzir substancialmente o conteúdo de fósforo. De um lado, isto é atribuído à lavagem das partículas muito finas de fosfatideos que não são separadas no separador centrífugo e de outro lado, devido a remoção do elemento fósforo devido a incompleta separação do ácido fosfórico. A análise dos fosfatídeos não pode precisar o motivo desta redução. Neste processo, um conteúdo de fósforo residual abaixo de 30 ppm pode ser atingido se o óleo não degomado de soja ou colsa for processado. No caso de óleo de girassol e de milho valores consideravelmente melhores foram alcançados. 2.3 SUPER/UNI DEGOMAGEM A remoção dos fosfatídeos pode também ser alcançada pelo processo de super/uni degomagem, patenteado pela UNILEVER ou pela top-degomagem, patenteado pela VANDEMOORTELE. Estes processos tem as seguintes características: • Refinação alcalina simplificada com considerável redução na poluição ambiental. • Mínimo uso de terra clarificante para o refino físico. • Hidrogenação sem prévio refino. Administrador Caixa de texto
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