Extração e refino de óleos vegetais: Soja

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Extração e refino de óleos vegetais - Soja 
Preparo do grão
Pré-limpeza
É realizada a eliminação da sujidade mais grossa antes do armazenamento. 
Na matéria-prima recebida, são avaliados por amostragem: o teor de umidade, a quantidade de material estranho e a incidência de grãos quebrados, avariados e ardidos. 
É realizada por máquinas especiais, dotadas de peneiras vibratórias ou de outro dispositivo, que separam os grãos dos contaminantes maiores. 
A pré-limpeza, antes do armazenamento, diminui os riscos de deterioração e reduz o uso indevido de espaço útil do silo.
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Secador
Ocorre a secagem do grão até 10% de umidade. Em seguida é realizada nova limpeza para prevenir danos ao farelo e aos equipamentos.
Silo/Pulmão
Onde os grãos são armazenados antes de serem processados.
Deve ter um controle de temperatura e umidade relativa.
Um desajuste no binômio gera reações enzimáticas (hidrolise de lipases) e oxidativas que reduzem a qualidade do óleo que será processado, pois formam compostos como AG livres ou oxidados (peróxidos).
Quebrador – onde separa a casca
Soja deve perder a casca (6 a 8%) pois não é possível extrair óleo e a mesma ocupa espaço no extrator, danifica o aquecedor e laminador. 
Quebra dos grão ocorre por quebrador de rolos, composto por 2 pares de cilindros ranhurados que giram em velocidade diferente.
Aspecto de qualidade: Uniformidade no tamanho das partículas para facilitar o desprendimento, separação de cascas e NÃO formação de finos.
Objetivo: Fornecer uma completa exposição das células que contém o óleo a ser extraído. 
Finos dificultam a separação do solvente/óleo do farelo úmido, impede separação casca/cotilénode.
Antes do quebrador deve ter um separador magnético.
CUIDADOS: Distância e pressão entre os cilindros, ponto de vista de qualidade e de rendimento.
Aquecimento/condicionamento
Faz um ajuste de umidade para 11% para tornar a soja mais plástica para ser extraída.
Os grãos quebrados são aquecidos a 70/75°C por 20/30 min. As células de óleo aumentam de tamanho, o óleo está fluidificado e lubrifica toda a parede das células.
As proteínas se coagulam evitando danos na laminação.
Em algumas plantas essa etapa é substituída pela de expansão.
Laminação
Rompe as células de óleo até 0,2 ou 0,3 mm.
Reduz as distâncias que solvente e óleo devem percorrer dentro e fora do grão.
Flocos são obtidos pela passagem dos grãos quebrados e aquecidos por uma par de cilindros lisos.
Defeitos na laminação: qnd flocos saem com espessuras diferentes. A partir de 0,5 mm o farelo conterá muito óleo residual.
Expansão
Aumenta em 40% a capacidade dos extratores.
Prepara a matéria-prima, tornando-a mais porosa, mais permeável ao solvente, produz miscelas mais concentradas.
Umedece o grão, aquece e injeta vapor (por diferença de pressão).
Permite maior contato com o solvente, percolação e drenagem + eficiente, > rendimento na extração, facilita a retirada de solvente do farelo, tem maior resistência a formação de finos.
Extração
Prensagem
Consiste em aplicar pressão através da tração de animais ou a partir da prensagem mecânica.
Baixo custo de instalação, usado em operação de até 3 mil t/dia, não emprega solvente, produz óleo que não precisa ser refinado.
Recomendado para grãos ricos em óleo. Ex: Azeitona.
Solvente
Aumenta a eficiência da extração.
Promove completo desengorduramento do grão produzindo resíduo com apena 1% de óleo no farelo.
Eficiência depende: preparo adequado do grão, tipo de extrator e condições de operação.
Matriz: estrutura do grão formada de óleo, substância sólida, umidade e ar.
Miscela: quantidade de óleo disperso, carregado, no solvente.
Hexano é o solvente mais utilizado.
Pq o hexano é o mais usado?
Totalmente apolar
Dissolve prontamente o óleo
Imiscível em água
Não reage com os equipamentos
Baixo calor latente de ebulição
Problema: altamente inflamável, explosivo e tóxico.
Qual deve ser o solvente ideal?
Alta solubilidade em óleo sob baixa temperatura.
Alta seletividade pelo tgc
Ser inerte quimicamente (prt os equip).
Ser não inflamável, não explosivo, não irritante, não caústico e não venenoso.
Baixa viscosidade e tensão superficial.
Ser facilmente removido do farelo.
ETANOL: maior gasto energético (> PE) e exige na extração temperatura próxima ao PE.
Processo de extração
Após passar pelo extrator o farelo sai desengordurado e rico em solvente.
Processo ocorre a quente para maximizar a solubilização do óleo no solvente ou na miscela.
Temperatura influencia na velocidade da extração pq:
 viscosidade da miscela e a solubilidade do óleo.
Processo de extração
O óleo de melhor qualidade é extraído no primeiro estágio 70 a 90% do óleo.
A segunda parcela necessita de maior contato com o solvente para ser extraído e é rico em AG livres, fosfatídeios e outros componentes celulares.
Recuperação do solvente: evaporação e condensação.
Extração: miscelas ricas em óleo são asperguidas nos grãos preparados , ocorre o contato óleo-miscela, miscela arrasta óleo das células que passa a ser miscela saturada. Os grãos recebem várias aspersões de miscelas até a máxima lixiviação de óleo.
A miscela saturada vai para recuperação. 
Recuperação do solvente
Dessolventizador - miscela
Refere-se a etapa de retirar o solvente da miscela e voltar ao processo.
A miscela é aquecida a vácuo (requer pouca elevação de temperatura 115°C, sem causar danos a qualidade do óleo), o solvente é evaporado e recuperado após o processo de condensação.
Depois de condensado o solvente é aquecido e volta para o extrator.
Dessolventizador – farelo úmido
Farelo entra em contato com vapor puro, o solvente evapora. O solvente é recuperado pela condensação.
O farelo é tostado para reduzir compostos antinutricionais (antitripisinas e lectinas). 
O controle dessa tostagem é monitorado pela atividade da UREASE. Quando ela é desnaturada outros compostos também o foram, pois tem mesma faixa de temperatura de desnaturação protéica.
Farelo origina derivados protéicos como proteína vegetal texturizada, concentrados e isolados proteícos e outros aditivos. 
Granulador
Um secador realiza agoma redução de umidade para 14-15%.
A granulação permite um aumento de densidade, reduz o volume para transporte e estocagem.
Lecitina é adicionada para enriquecer a ração com energia, lipídeos e teor de fósforo. 
Refino
Refino
Substâncias que carregam cor: carotenóides, clorofila e gossipol.
Que afetam a estabilidade: tocoferóisol, substâncias fenólicas como gossipol e sesamol.
Que afetam aroma e sabor: aldeídos, cetonas, lactonas e derivados de AG.
Inertes: esteróis, álcoois graxos e hidrocarbonetos
Arrastados mecanicamente: gomas e mucilagens, resinas e ceras.
3 etapas obrigatórias: neutralização, clarificação e desodorização.
Degomagem – retirada da goma
Remoção de fosfolipídeos ou fosfatídeos.
Precipitam (higroscópicos) e se depositam no fundo dos tanques.
Carregam muito óleo e aumenta as perdas.
Formação de goma aumenta as perdas durante a neutralização, pois emulsificam o óleo que é perdido para a borra ou soapstock.
Degomagem
Dosagem fósforo.
Fração hidratável: retirada por adição de água e centrifugação.
Fração não hidratável: Sais de Ca e Mg dos ácidos formados depois da ação de enzimas fosfolipases ativadas após dano celular do grão submetido a secagem em altas temperaturas. Sua retirada se dá pela adição de ácido fosforíco ou cítrico para torna-lo hidratável, seguido de centrifugação.
Óleo deve ser secado após o processo.
Neutralização
Retirada de ácidos graxos livres.
AG livres + soda caústica = ác. orgânicos ou sabões.
Coagulação por degradação ou por hidratação.
Soda deve ser adicionado após cálculo do que realmente precisa, senão vai saponificar o óleo neutro.
Processo: óleo vai pra desaerador para retirar bolhas de ar, depois segue para trocador de calor e para um misturador. 
Após a formação do sabão ocorre novo aquecimento em trocador e centrigugação. Adiciona-se água quentepara a retirada da soda.
Neutralização
Short mix: 80/90°C, curto tempo de reação entre soda e óleo, de 1 a 15 segundos. Indicado para óleos mais ácidos.
Long mix: 40°C de 3 a 10 min. Óleos de boa qualidade e baixa acidez.
Soapstock: sabão, óleo neutro, fosfatídeos, resinas, mucilagens, proteínas e pigmentos.
Clarificação
Melhora sabor, odor e estabilidade oxidativa.
Usa a adsorção para remover compostos de enxofre, sabões residuais, metais, parte de pigmentos mais estáveis.
Adsorvente: silicatos hidratados de alumínio, de magnésio, terras clarificantes, carvão ativo.
Desodorização
Retirar compostos voláteis que atribuem sabor e odor desagradáveis (aldeídos, cetonas).
Método: destilação com corrente de vapor a vácuo. Realizada a alata temperatura para volatilizar mais os compostos indesejáveis.
Refino físico
AG livres são removidos por evaporação.
Tratamento com ácido e clarificação por terras depois desodorização.
Processo ideal para óleos de alta acidez 8%, como óleo de dênde.
Vantagens:
Aumento do rendimento do óleo refinado
AG podem ser recuperados e comercializados.
Não há produção de soapstock.
Processo:
Aquecer o óleo a 270°C e empregar vapor de arraste para retirar compostos indesejáveis. Óleo é resfriado a 60°C antes de deixar o desodorizador.
Obs: tem menor valor que o refino clássico, por presença de alto teor de AG.