EXTRAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS DE ORIGEM VEGETAL

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EXTRAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS DE ORIGEM VEGETAL. 
Os óleos e gorduras de origem vegetal podem são extraídos de grãos (óleos e gorduras) ou de frutas (azeites). 
O processamento para a extração dos óleos e gorduras é o mesmo para todas as matérias-primas. 
As diferenças na preparação do material para extração são devidas: forma, tamanho, textura, umidade e estrutura das diferentes fontes. 
Recepção e armazenamento das matérias primas. 
Frutas com elevado teor de umidade, são processadas para extração imediatamente após a colheita. *A exceção é para o coco cujas nozes são secas ("copra") para o transporte e armazenamento*.
 Grãos e sementes podem ser armazenados na época da safra para serem processados durante o ano.
Grãos como soja, girassol, colza, canola são transportados do campo para as plantas de extração de óleos ou para silos de armazenamento. 
O caroço de algodão precisa ser "deslintado" antes do armazenamento. 
"Linter": são fibras residuais que cobrem o caroço depois da retirada das fibras longas. 
Nas fábricas de óleo, antes da recepção os grãos são analisados para classificação. O pagamento aos produtores é feito em função dessa classificação. 
As principais análises são: - Defeitos e impurezas: grãos verdes, quebrados ou mofados, material estranho como terra, pedras, gravetos e sementes estranhas. Esse material pode prejudicar a qualidade do óleo extraído e é descartado. - Umidade: é a qualidade mais importante na recepção dos grãos, sendo que, o excesso de leva ao crescimento de fungos e à atividade enzimática que podem prejudicar a qualidade do óleo extraído.
 Secar os grãos custa caro e a água evaporada na secagem é matéria prima jogada fora. - Teor e qualidade do óleo: a qualidade do óleo é avaliada com o Índice de Peróxidos e a determinação do teor de Ácidos Graxos Livres.
 Depois da classificação, os grãos são encaminhados para equipamentos de limpeza e secagem. A limpeza é feita por sistemas de peneiras que deixam passar impurezas mais pesadas e sistemas de ventilação que arrastam impurezas mais leves que as sementes. 
Geralmente, os grãos são colhidos com teor de umidade maior que aquela aconselhável para o armazenamento. Grão úmido tem maior plasticidade e são menos sujeitos à quebras durante a colheita mecânica porem se armazenados nessas condições, permitem o crescimento de fungos e a atividade de enzimas que causam a deterioração do óleo. 
Para o armazenamento, a umidade dos grãos deve ser reduzida a um nível abaixo do chamado "nível crítico de umidade". 
O "nível crítico de umidade" é o teor de umidade do grão em equilíbrio com o ar com 70 % de umidade relativa, a 25ºC. 
Esse teor de umidade corresponde a aproximadamente 16 % de umidade para a parte não oleaginosa do grão. Assim, se considerar, por exemplo, a soja com 20 % de óleo, a "parte não óleo" será de 80 % do grão e a umidade critica será correspondente a 16 % desses 80 % , aproximadamente 13 %. 
A secagem é feita passando-se pelos grãos uma corrente de ar aquecido. Tomar precauções para evitar o aquecimento excessivo e a queima dos grãos. 
Os grãos limpos e secos são armazenados em silos dotados de sistemas de ventilação com ar frio e seco para controlar a umidade e a temperatura. 
Preparação para a extração. 
A primeira etapa consiste em uma nova limpeza. Depois, é preciso remover as cascas dos grãos por que: 
As cascas contem pouco óleo e dificultam a extração por absorverem parte do óleo extraído.
São cobertas por ceras que prejudicam a qualidade do óleo extraído.
São abrasivas e provocam desgaste do equipamento de extração. 
Tem alto teor de fibra e, portanto diminuem o teor de proteínas do resíduo da extração. 
Para o descascamento, os grãos passam por uma rápida etapa de secagem com ar quente, seguida de um período de armazenamento ("temperagem") para redistribuição da umidade. Durante esse período, os cotilédones dos grãos encolhem, deixando a casca solta. 
Os grãos "temperados" passam por uma série de moinhos onde são quebrados em quatro a oito pedaços e em seguida por um sistema de peneiras e ventiladores que separam as cascas dos pedaços de grãos.
 A remoção das cascas é parcial e às vezes opcional como, por exemplo, no caso da soja que contem apenas 6-7 % de cascas, mas é obrigatória para o girassol ou o algodão que contem 25 e 35 % de cascas respectivamente. 
Sementes de canola ou colza e gergelim, por problemas mecânicos relacionados ao tamanho do grão, geralmente não são decorticadas. 
Nos grãos, o óleo é armazenado em células (esferossomos) distribuídas nos cotilédones, imersas em uma matriz de carboidratos, proteínas e fibras. 
A laminação consiste na passagem dos pedaços de cotilédone por moinhos de rolos lisos que "esmagam" os pedaços de grãos transformando-os em lâminas com a espessura de 0,1 a 0,2 milímetros. Além de romper as paredes das células que contem óleo, a laminação diminui o percurso do óleo até a superfície do pedaço de grão, facilitando a extração. 
Na preparação para a laminação, para evitar a quebra excessiva, os pedaços de grãos são "condicionados", ou seja, aquecidos (60-65ºC) e umedecidos (14-15 % de umidade) para aumentar a plasticidade.
Materiais com menos de 30 % de óleo (soja, por exemplo) seguem para a extração por solvente. Matérias primas preparadas com 30 % ou mais de óleo (girassol, por exemplo) seguem para a extração por prensagem. O oleaginosas que contêm + de 30 % de óleo, geralmente é extraído parte do óleo é extraída por prensagem e parte por solvente. 
Esta divisão de processos conforme o teor de óleo ocorre por: os equipamentos e processos de extração por prensagem são mais simples e baratos que os para a extração por solvente e os processos de prensagem não conseguem extrair totalmente o óleo das sementes.
 Além disso, a extração direta, com solventes, de materiais com mais de 30 % de óleo provoca o "colapso" da estrutura do grão, produzindo material de granulometria muito pequena ("finos") que provoca entupimentos nas bombas de solvente. 
Para extração do óleo de palma, os frutos são inicialmente cozidos ("esterilizados") para a inativação de enzimas lipolíticas e depois passam por moinhos que separam os ramos dos frutos e desintegram as fibras. A extração é feita somente por prensagem.
Extração por prensagem.
Antes da prensagem propriamente dita, os grãos laminados passam por mais uma etapa de preparação. A finalidade do "cozimento" é completar o rompimento das células que contem o óleo e coagular proteínas e carboidratos, liberando o óleo para a extração. 
Além disso, o tratamento térmico inativa ou diminui a ação de algumas substâncias tóxicas ou alergênicas existentes nos grãos. O equipamento para o cozimento consiste em uma série de tachos, aquecidos, com pás para agitação, e colocados uns sobre os outros de modo que o material passa do tacho superior para o inferior por gravidade, depois de um determinado tempo de residência. 
O processo tem três etapas: 
Aquecimento: com injeção de vapor direto no material e na camisa do tacho. Leva a temperatura do material para 110-120ºC e aumenta a umidade para 14-18 %. 
Cozimento: 15-30 minutos na temperatura e umidade do item anterior. 
Secagem - redução da umidade do material para 2-4 % . 
As prensas são equipamentos usados para espremer o material que contem o óleo. Os equipamentos mais simples, que trabalham por bateladas, são formados por um cesto de paredes perfuradas onde se coloca o material a ser extraído, geralmente envolto em um tecido que ajuda a reter a parte não oleosa. 
O material é comprimido por um pistão e o óleo é expelido através das malhas do tecido, escapando pelas perfurações das paredes do cilindro. O resíduo quando retirado da prensa é chamado de "torta. 
O rendimento é baixo e as tortas contem 10-15 % de óleo residual dependendo da matéria-prima, da preparação e do equipamento. Nas prensas modernas, contínuas, o pistão é substituído por uma rosca que empurra o material através do cilindro, como em um "moedor de carne". 
Os produtos da prensagemsão a torta, gorda ou magra, conforme o teor de óleo residual, e o "óleo bruto" ou "cru". 
A torta magra, resultante da extração apenas por prensagem é moída e usada na preparação de rações para animais - ou na alimentação humana.
A torta gorda é moída e segue para a extração por solvente. 
O óleo bruto, junto com o óleo resultante da extração por solvente, segue para a etapa de refinação.
Extração por solvente.
No processo de extração por solvente o material a ser extraído é misturado com um solvente orgânico (Hexano). 
Parte do óleo se dissolve no solvente e a mistura de óleo e solvente é separada do resíduo. O processo é repetido várias vezes até se extrair quase todo o óleo do material. Nos equipamentos modernos, o processo é contínuo, em contra-corrente. 
O material a ser extraído é arrastado por uma esteira ou um conjunto de cestos de fundo perfurado. No "final" da esteira, ou no último cesto, o material que já foi parcialmente extraído, recebe solvente puro para extrair mais óleo. 
A mistura de óleo e solvente ("miscela") resultante dessa extração é escoada e usada para extrair mais óleo do material que entra no extrator, no início da esteira ou no primeiro cesto. 
No final, obtêm-se de um lado do equipamento extrator, miscela rica com 30-35 % de óleo. No outro extremo, obtêm-se farelo desengordurado, molhado com solvente (35- 40 %) e aproximadamente 0,5 % de óleo residual. 
A miscela é destilada para a recuperação do solvente e óleo bruto. O óleo bruto resultante contêm, no máximo, 500 ppm de solvente residual que é eliminado durante o processo de refinação. 
O farelo é "dessolventizado" em destiladores especiais. No caso da soja que não passa pela etapa de "cozimento" durante a preparação, na dessolventização o farelo recebe tratamento térmico mais intenso ("dessolventizaçãotostagem") para a inativação de fatores antinutricionais. 
Nas plantas mais modernas, o processo de extração por solventes é precedido de uma etapa extra de preparação. A extrusão ou expansão dos grãos laminados ou da torta gorda proporciona um material mais compacto para a extração, com menos tendência a se desmanchar e formar partículas "finas", mas com resistência mecânica e porosidade muito maior que a dos flocos laminados. 
A extrusora ("expander") é um equipamento semelhante à prensa contínua, mas sem as perfurações nas paredes do cilindro. Enquanto é empurrado para frente, o material é aquecido pela injeção de vapor direto e pelo atrito contra as paredes do cilindro, aumentado a temperatura e a pressão. Quando sai pela outra extremidade, o material passa de uma região de alta pressão para outra de baixa pressão (atmosfera). Isto provoca a rápida vaporização da água e a expansão do vapor forma células que são fixadas pela coagulação das proteínas e do amido. O resultado é um material rijo porem poroso que facilita a penetração do solvente e escoamento da miscela final. 
A maior parte do farelo desengordurado é usado para a preparação de rações para animais. O óleo bruto, junto com o óleo bruto obtido por prensagem, vai para a refinação.
Processos alternativos. 
Muitos solventes foram testados para a extração de óleos e gorduras. Por questões de disponibilidade, preço, solubilidade do óleo, facilidade para a destilação e baixa toxidez, o hexano, mistura de isômeros do n-Hexano, fração do petróleo de ponto de ebulição na faixa de 60-63ºC é o solvente usado industrialmente. 
Durante a guerra de 1940-45, os japoneses usaram Etanol anidro como solvente com resultados satisfatórios. 
Nos estados Unidos o iso-Propanol foi o álcool usado para os testes. 
Os solventes produziram óleos e farelos de boa qualidade, mas a queda do preço do petróleo impediu o desenvolvimento pleno e o uso dos processos. 
Alguns processos alternativos foram testados para a extração de óleos em situações especiais. Na Rússia, foi testada a extração de óleo de girassol e de amendoim por um processo de "absorção seletiva", no qual a adição de água às sementes moídas provocava a hidratação das proteínas e carboidratos que "rejeitavam" e expulsavam o óleo da massa formada, porém rendimento da extração é baixo e a conservação da torta é dificultada pela absorção da água. 
Métodos de extração em fase aquosa, nos quais a matéria-prima é homogeneizada com água e o óleo separado por centrifugação são usados em caso especiais, como na extração de óleo de abacate. 
Na realidade esses métodos são uma sofisticação dos métodos primitivos, sendo a decantação substituída pela centrifugação. 
O uso de enzimas proteolíticas e glicolíticas melhora o rendimento dos processos, mas o rendimento é baixo e custo das enzimas é elevado. 
O uso de solventes supercríticos foi apresentado como alternativa de alta tencnologia para a extração de óleos e gorduras, mas o processo é muito caro. 
O óleo da manteiga, conhecido no comércio internacional como "butter oil" é preparado pelo aquecimento da manteiga até a fusão completa. O óleo ou gordura é separado da fase aquosa por decantação ou centrifugação. No Brasil o produto obtido de forma artesanal é conhecido como "manteiga de garrafa". Na Índia é chamado de "Ghee" e é considerado um produto medicinal.