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1 Instituto Federal de Santa Catarina - Câmpus São Miguel do Oeste Curso Técnico em Alimentos Unidade Curricular: Tecnologia de Grãos e Cereais Docente: Ionara Casali Tesser Discentes: Aline Barbieri Camila Schons Eduarda Brancher Garlet Eduarda Theisen Vogt Émelli Beckenkamp Graziela Franco Assumpção Liandra Ruschel PROCESSAMENTO DA SOJA 1. INTRODUÇÃO A soja é a oleaginosa dominante do mercado mundial de óleo e proteína vegetal. Isso se deve, principalmente, às razões a seguir: os fatores agronômicos 1 favoráveis, farelo com proteína de alta qualidade para ração animal, produtos comestíveis derivados do óleo, e um mercado absorvente para toda a matéria-prima produzida. Além disso, o custo dos produtos provindos da soja é menor em comparação a outras oleaginosas, sem que a qualidade e os benefícios sejam reduzidos (NASTARI, 1995). Após a inserção da soja no Brasil, a mesma passou a assumir uma importância enorme na questão econômica e social no país, considerando seu alto rendimento em todo o território brasileiro e uma alta contribuição para o PIB. Se tornou um dos principais fatores econômicos de vários estados, principalmente no Estado de Goiás, sendo este possuinte de cerca de 233000 milhões de hectares 1 Preparo do solo, controle de pragas e doenças, sistema de plantio, cultivares de alto potencial produtivo, e fatores físicos e químicos do solo. 2 plantados da soja, o que gera muitos empregos e cria um laço cultural e comercial no estado (EMBRAPA SOJA,1999). A partir da década de 80, com o aumento relativo da produção de soja no país, o grão passou a ser a principal fonte de produção do setor agropecuário brasileiro, onde até os dias de hoje, se mostra uns dos setores melhor estruturados e desenvolvidos, apresentando alta renda dentro e fora da nação, considerando que, atualmente, a exportação da soja representa 8,5% das exportações brasileiras e 20% das exportações do agronegócio. (REVISTA PLANTAR, 2011, p.42; EMBRAPA-SOJA, 2015). Assim, levando-se em conta a contribuição da produção de soja no nosso país, é de suma relevância a conhecimento do processamento da mesma, levantando questões como a regularização do sistema, se o padrão de qualidade do produto corresponde às normativas impostas, qual a interferência do tempo de armazenamento em sua aptidão, e dentre outros fatores. Nesse contexto, pretende-se ressaltar quais parâmetros são necessários para a entrega de um bom produto e como isso pode ser realizado. Além disso, deseja-se esclarecer normativas exigidas pelas leis para que se entregue um produto confiável e de boa procedência para o consumidor. 2. ORIGEM E HISTÓRIA DA SOJA A soja (Glycine max (L.) Merrill) que cultivamos nos dias de hoje é muito diferente dos seus ancestrais, que eram plantas rasteiras que se desenvolviam na costa leste da Ásia, principalmente ao longo do rio Yangtze, na China. (EMBRAPA, 200-). As originais plantas rasteiras sofreram evoluções a partir de cruzamentos naturais entre duas espécies de soja selvagens, que posteriormente, foram domesticadas e melhoradas na Antiga China. O processo de melhoramento da cultura se baseia no cruzamento sucessivo de genótipos ancestrais. Esse 2 procedimento proporcionou a obtenção de características mais desejadas, a partir da seleção natural. 2 Genótipo é um termo que se refere à constituição genética de um organismo. 3 Acredita-se, a partir de relatos, que o cultivo da soja remonte de meados dos anos 2883 e 2838 a.C, na China. Isso torna essa leguminosa um dos mais antigos produtos agrícolas conhecidos pela humanidade. A soja era tão importante na dieta da civilização chinesa da época, que em conjunto com o trigo, o arroz, o centeio e o milheto, era considerada sagrada, recebendo até mesmo cerimoniais ritualísticos na época da semeadura e da colheita. Essa cultura ficou milhares de anos restrita apenas ao Oriente, chegando à Europa apenas no final do século XV, com a chegada dos primeiros navios. Inicialmente, ela não era utilizada pelos ocidentais como fonte de alimentação, e sim de ornamentação ou “curiosidade”, sendo distribuída pelos pesquisadores europeus para os jardins botânicos e estações experimentais de países como Inglaterra, França, Alemanha, Áustria, Holanda, Suíça, Polônia, Hungria e Itália. Nesse período, diversos estudos a respeito da leguminosa foram desenvolvidos, buscando-se conhecimento sobre o desenvolvimento e produtividade da planta. Somente no século XX, mais de quinhentos anos depois da introdução da cultura no Ocidente, o valor da soja, especialmente seu teor de óleo e proteína começou a despertar o interesse das indústrias mundiais. Porém, regiões como a Rússia, Inglaterra e Alemanha não tiveram sucesso no cultivo desse produto, possivelmente devido às condições climáticas inadequados. Já os norte-americanos conseguiram, entre o fim do século XIX e início do século XX, desenvolver o cultivo comercial da soja, criando novas variedades, com teor de óleo mais elevado. A partir de então, ocorreu à expansão do seu cultivo. (AGROLINK, 2019). A soja foi introduzida no Brasil pelo professor Gustavo D’Utra, da Escola de Agronomia da Bahia em 1882, sem sucesso. Sendo, por volta de 10 anos depois, cultivada em São Paulo, por Daffert, no Instituto Agronômico de Campinas (IAC). Em 1914, no estado do Rio Grande do Sul, foi cultivada e estudada pelo Prof. E. Craig, na antiga Escola Superior de Agronomia e Veterinária da Universidade Técnica, precursora da atual Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Nesse Estado, a cultura apresentou evolução mais consistente e, em 1949, cerca de 18 mil toneladas constituíram a primeira exportação brasileira de soja. (CÂMARA, 2015, p.3). Em contrapartida, o Paraná iniciou seu cultivo em 1954, 4 ocupando o lugar dos cafezais dizimados por fortes geadas. Dessa forma, as pesquisas foram intensificadas nessa região do Brasil, onde o desenvolvimento da cultura se mostrava propícia. Nos anos 70 e 80, o cultivo de soja sofreu um crescimento significativo nas regiões de cerrado, o qual abrange os estados do Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Tocantins, sul do Maranhão, sul do Piauí e oeste da Bahia. Isso se deve, especialmente, aos estudos de fertilização dos solos, a topografia plana do cerrado, favorável à mecanização, além do desenvolvimento de plantas aptas à região. (FIESP, 2020) A abertura dos solos sob vegetação de cerrado proporcionou o aumento das áreas de cultivo e de produtividade, não apenas da soja, mas de outras culturas, como: tomate, banana, cana-de-açúcar e milho. Porém, o aumento da área de cultivo da soja levou a decadência, no estado de Goiás, da produção de culturas como amendoim, mandioca, algodão, laranja, arroz, feijão, café e cana-de-açúcar, pois elas acabaram por perder espaço para a soja. Os dois últimos (café e cana-de-açúcar) tiveram parte da sua área de cultivo recuperada (CÂMARA, 2015). No início do cultivo, o Brasil apresentada somente 0,5% da produção mundial.Representando, em 1976, cerca 16% dessa produção. Atualmente, produz por volta de 30% do volume mundial de grãos de soja, sendo cultivada praticamente, em todo território nacional, desde as altas latitudes gaúchas até as baixas latitudes equatoriais tropicais. 3. PLANTIO E COLHEITA Antes de tudo, é importante que o plantador conheça o solo onde irá semear a soja. Para isso, é realizada uma análise de solo, cerca de 3 meses antes do plantio. Sabe-se que o pH ideal para o cultivo da soja situa-se entre 5,5 e 6. Caso o pH do solo for muito ácido, são realizados alguns procedimentos, entre eles, a calagem e a gessagem. A calagem consiste em aumentar o pH do solo, por meio da adição de calcário, que é básico. Isso faz com que aumente a disponibilidade de nutrientes no solo, principalmente cálcio e magnésio. 5 Já a gessagem, é a adição do gesso agrícola (CaSO4). Ela não altera o pH do solo, mas potencializa os efeitos da calagem, pois leva para camadas mais inferiores alguns dos nutrientes disponibilizados por ela. Ao receber os insumos , em alguns casos, é feito o teste de germinação, 3 que mostra a quantidade de sementes nascidas, para se obter um bom resultado na colheita. São realizados alguns cuidados fitossanitários , como o manejo integrado 4 de pragas, manejo integrado de doenças e um acompanhamento frequente. Caso haja alguma irregularidade na matéria-prima, o produtor deve comunicar aos órgãos competentes. O plantio é realizado em épocas diferentes, dependendo da região do país, principalmente por questões climáticas e pluviométricas. Na região sul, os agricultores iniciam o plantio aproximadamente do fim de setembro até a primeira quinzena de dezembro. Já, em outras regiões, o plantio é comumente feito em agosto. Juntamente ao plantio, deve ser feita a adubação química, com a adição de NPK e demais micronutrientes, que tem o objetivo de fertilizar o solo e aumentar 5 os nutrientes necessários para uma alta produtividade. O Nitrogênio está em menor proporção, se comparada à adubação realizada no milho, pois a soja, por ser uma leguminosa, permite a associação com bactérias do tipo Rhizobium, que fixam o N atmosférico, que é incorporado pela raiz da planta. A colheita deve ser executada no período adequado, para garantir a maior produtividade possível. Na teoria, é recomendável que ela seja feita quando a soja atinge sua maturidade fisiológica, que se dá no momento em que o transporte de nutrientes para o grão cessa e há um acúmulo máximo de matéria seca. Porém, neste período, em alguns casos, a soja apresenta grande umidade e ainda há ramos e folhas verdes, impossibilitando a colheita mecanizada. É aí que entra o dessecante, que basicamente mata a planta e seca suas folhas, o que uniformiza a maturação e antecipa a colheita. 3 Elemento (matéria-prima) necessário para produzir mercadoria ou serviços. 4 Proteção das plantas ao ataque de pragas e doenças. 5 Adubo químico - Nitrogênio, Fósforo e Potássio. 6 É estimado um período de 120-150 dias (dependendo da variedade utilizada) entre o plantio e a colheita, ou seja, na região sul, a colheita é realizada em média, a partir da segunda quinzena de março, e nas demais regiões, a partir de janeiro. 4. ETAPAS PÓS-COLHEITA DA SOJA Após a colheita dos grãos nas lavouras, estes devem ser transportados até os locais destinados a armazenagem, porém, antes de realizar o armazenamento propriamente dito, os grãos devem passar por uma série de processos e etapas para evitar maiores perdas e realizar o armazenamento correto. 4.1 Transporte Após a colheita os grãos devem ser transportados até os locais destinados para armazenagem. Apesar de esta ser uma etapa que pode gerar grandes gastos para o produtor, o modo mais comum de realizar o transporte de soja no Brasil é pelo modal rodoviário, utilizando caminhões. Entretanto, para que a soja chegue no armazém com uma melhor qualidade e evitando maiores perdas, é necessário atentar-se a alguns pontos, tais como: ❖ Optar por utilizar veículos adequados; Caso essa etapa seja deixada de lado, o risco de ocorrer maiores perdas decorrentes do excesso de carga nos caminhões, mal posicionamento da lona e estradas com más condições é muito grande. O que pode gerar um grande prejuízo para o produtor. ❖ Realizar o armazenamento correto dos grãos nos caminhões; Para que se mantenha a qualidade do grão até este chegar no armazém, faz-se necessário que ocorra o fechamento correto do caminhão, evitando que o 7 grão tenha contato com calor excessivo, umidade e água, fatores estes que influenciam a qualidade do produto. ❖ Verificar se a carroceria do caminhão está limpa; Este é um processo importante, pois deve-se verificar se a carroceria do caminhão está em boas condições para que ocorra o acondicionamento correto da soja, evitando que esta esteja com vestígios de outras cargas, ferros enferrujados, madeiras podres, umidade, etc. ❖ Bons motoristas; Antes que seja entregue a soja ao motorista, é recomendado que se realize pesquisas para saber qual o histórico do condutor (se teve uso recente de drogas, bebidas, etc), para que seja evitado motivos que possam vir a causar acidentes e colocar a vida de pessoas em risco. ❖ Segurança. Como boa parte das estradas brasileiras estão em más condições, além de assaltos que podem acontecer, é importante que sejam elaboradas rotas seguras e que se faça uma revisão do próprio caminhão, para que este não precise ficar parado nas rodovias devido a falhas mecânicas. 4.2 Equipamentos utilizados para limpeza e pré-limpeza As máquinas de pré-limpeza e de limpeza operam seguindo os mesmos princípios. O produto é separado de outros materiais pela ação de uma corrente de ar e por peneiras. Naquelas mais comuns e mais antigas, os grãos passam por uma série de peneiras planas com diferentes perfurações, onde são separados de outros materiais maiores e menores que ele (CASEMG, 2016). Estes últimos possuem sua separação melhorada pois dispõem da ajuda de um ventilador (pré-limpeza) ou dois deles (limpeza). Todas as peneiras utilizadas realizam peneiramento oscilatório e possuem bolas de borracha em sua superfície, 8 com a função de manter as perfurações limpas. Encontra-se diferentes tipos de peneiras dependendo da máquina usada e da sua função. 4.2.1 Pré-limpeza Os grãos provenientes das lavouras não apresentam boas condições para que seja realizado o armazenamento logo após a colheita. Eles possuem alto índice de impurezas, tornando-se inadequado para o armazenamento instantâneo, além de estar fora dos padrões de comercialização. As impurezas fazem com que ocorra uma secagem pouco eficiente, além de causar impacto negativo no armazenamento. A pré-limpeza é realizada com a intenção de eliminar ramos, folhas, poeiras, entre outras impurezas, chegando a reduzir cerca de 4% dessas sujidades. O processo de secagem pode ser atrasado caso haja muitas impurezas juntamente com os grãos, além de possibilitar uma maior propagação de insetose um desenvolvimento microbiano alto. As peneiras utilizadas devem ser escolhidas de forma cautelosa. O fluxo de ar do ventilador também deve ser regulado, para evitar a perda de grãos. 4.2.2 Limpeza A operação de limpeza visa essencialmente separar impurezas remanescentes da pré-limpeza e as produzidas pelo sistema de secagem. Esta operação consta de uma separação rigorosa de todos os materiais indesejáveis, como sementes ou grãos de outras espécies, sementes defeituosas e imaturas, sementes ou grãos quebrados (SILVA et al., 1995). Quando ocorrem erros na escolha das peneiras, na regulagem da velocidade de oscilação das caixas de peneiras e do sistema de aspiração pode ocorrer que grãos e/ou suas partes sejam descartadas como impurezas. Desse modo, nas etapas de pré-limpeza e limpeza, as boas práticas estão relacionadas aos cuidados que devem ser dispensados a regulagem e operação das máquinas de pré-limpeza e limpeza (COSTA, 2012). 9 4.3 Secagem A maioria dos produtos agrícolas é colhida com teores de umidade superiores ao recomendado para uma armazenagem segura. A etapa de secagem tem como objetivo possibilitar a antecipação da colheita, a fim de minimizar os efeitos prejudiciais das condições climáticas adversas, danos mecânicos e ataque de fungos e insetos, maximizando o peso e a qualidade dos grãos colhidos (GARCIA et al., 2004). A secagem é uma das etapas do pré-processamento dos produtos agrícolas que tem por finalidade retirar parte da água neles contida. É definida como um processo simultâneo de transferência de calor e massa (umidade) entre o produto e o ar de secagem. A remoção da umidade deve ser feita em um nível tal que o produto fique em equilíbrio com o ar do ambiente onde será armazenado e deve ser feita de modo a preservar a aparência, as qualidades nutritivas e a viabilidade como semente (SILVA et al., 2000). Como a umidade do ar interfere na umidade da semente, pode-se perceber a interferência da umidade tanto no campo, no decorrer do processo de maturação, como também no armazenamento. Para as condições brasileiras, o teor de umidade ideal para a armazenagem de grãos e sementes de soja é de até 13% (SILVA, 2005). Segundo GIRARDELI (2020), a maturação fisiológica da soja ocorre quando o grão está com umidade entre 45% e 50%, mas a colheita só é realizada quando a umidade atinge entre 14% e 20%. Para armazenar por um período de até um ano, você vai precisar secar esses grãos até atingirem 11% de umidade e nos períodos de armazenamento maiores que 1 ano, entre 9% e 10%. 4.3.1 Modalidades de secagem 4.3.1.1 Secagem natural A secagem natural é aquela que utiliza-se condições naturais de sol e vento. Esse tipo de secagem pode ser realizado na própria planta, ou serem usados em recursos terreiros (tabuleiros telados, lonas, pisos, etc.), nos quais os grãos são 10 espalhados em camada fina (mais ou menos 10 cm) e revolvidos frequentemente (PORTELLA, 2001). Apesar de esse tipo de secagem ter um menor custo, não causar danos mecânicos aos grãos, além de não expor os grãos a elevadas temperaturas, é um processo que é limitado pelas condições climáticas. Em épocas ou regiões com baixas temperaturas ou alta umidade relativa do ar, os grãos permanecem um longo período de tempo com uma porcentagem muito alta de umidade, o que ocasiona uma menor qualidade dos grãos. Além disso, esse é um processo que demanda mão de obra alta, e a incidência da perda dos grãos pela ação de pássaros ou roedores é grande. 4.3.1.2 Secagem artificial A secagem artificial consiste no emprego de técnicas que aumentam a velocidade do processo, ou seja, emprega-se o uso de secadores. As principais vantagens dos secadores artificiais são a praticidade, melhor qualidade do produto final e maior capacidade de secagem, porém, há um custo mais elevado de construção e maior risco de incêndio devido às altas temperaturas (SANTOS, 2019). A operação correta dos secadores permite economizar tempo, mão de obra e combustível. Para secar os grãos de maneira correta, é necessário fazer antes uma pré-limpeza do produto, objetivando retirar o excesso de impurezas e matérias estranhas dos grãos. Essa operação é importante porque a eliminação desses materiais vão permitir obter um maior rendimento do secador, maior economia de combustível e menores riscos de incêndios (REGINATO et al., 2014). Os principais métodos de secagem de soja são os sistemas contínuos e intermitentes. 4.3.1.2.1 Contínuos Segundo CASEMG (2016) o produto entra úmido no secador e sai seco e relativamente frio, passando apenas uma vez pelo secador. Estes secadores do tipo cascata, apenas conseguem operar em contínuo quando a umidade de entrada do produto não ultrapassa a 18% (BU). 11 4.3.1.2.2 Intermitentes Para teores de umidades de entradas excedentes à 18%, consegue-se a secagem por operação em intermitente, para a qual, é necessário que o produto passe por diversas vezes pelo secador antes de completar a secagem (CASEMG, 2016). 4.4 Armazenamento No Brasil, as perdas entre a colheita e o armazenamento chegam a 20%, ocorrendo prejuízos de qualidade e quantidade, especialmente, pela presença de contaminantes de natureza química, física e biológica nas frases de pré e pós-colheita dos grãos, podendo afetar cerca de 10% da produção nacional. Segundo SENAR (2018), as perdas durante o armazenamento podem ocorrer devido a: ❖ Descarga inadequada do produto no armazém, o que gera danos mecânicos (grãos quebrados ou trincados); ❖ Massa do grão com muitas impurezas; ❖ Massa do grão com diferentes teores de água; ❖ Secagem incorreta de grãos; e ❖ Circulação de ar deficiente no local de armazenagem. Entre tantos benefícios de realizar o armazenamento correto, podemos citar a disponibilidade dos grãos serem comercializados em períodos melhores, o que evita a pressão natural do mercado na época de colheita, podendo adiar a venda para negociar o grão por um preço melhor. A colheita deve ser realizada logo após os grãos alcançarem a maturidade fisiológica. Se o produto não for colhido quando atingir o ponto de maturidade, as perdas decorrentes do processamento e armazenamento serão cada vez maiores. Nesse momento, os grãos encontram-se com umidade alta tanto para colheita como para realizar a armazenagem, podendo conter sujidades (como ervas daninhas, sementes de plantas invasoras ou sementes verdes), para isso é necessário que os grãos sejam submetidos aos processos de pré-limpeza, limpeza e secagem antes de serem armazenados. 12 Após a realização dos processos de pós-colheita, ocorre o armazenamento propriamente dito. Na produção de grãos, as unidades que são utilizadas para armazenagem têm de estar projetadas adequadamente, bem como possuir estruturas para recepção, limpeza, secagem, armazenamento e expedição. Segundo SILVA (2015), o sistema deve possuir: maquinários: máquinas de pré-limpeza, máquinas de limpeza e secadores; transportadores de grãos, como: correias transportadoras, elevadores,redlers e transportadores helicoidais ou pneumáticos; e estruturas para o acondicionamento dos grãos durante o pré-processamento, tais como: moegas, silos-pulmão, silos para seca-aeração, silos e, ou graneleiros para armazenagem, e sistema de expedição. A estocagem de grãos a granel nas unidades armazenadoras fixas pode ocorrer em silos (metálicos, de alvenaria ou de concreto), em armazéns convencionais (sacarias), em armazéns graneleiros e em sistemas de armazenagem temporária (silo bag) (SENAR, 2016). 4.4.1 Unidades para armazenagem a granel 4.4.1.1 Silos Os silos são células individualizadas, construídas de chapas metálicas, de concreto ou de alvenaria. Em geral, sua forma é cilíndrica, tendo a capacidade ou não de possuir o sistema de seca-aeração. O agrupamento de silos que forma uma unidade de recebimento e processamento, chama-se “bateria”. Os silos podem ser horizontais e verticais, dependendo da sua relação entre diâmetro e altura. Segundo SILVA (2010), os silos verticais, se forem cilíndricos, podem, para facilitar a descarga, podem possuir o fundo em forma de cone. De acordo com a sua posição em nível do solo, classificam-se em elevados ou semi-enterrados. Os silos horizontais apresentam as dimensões da base maior que a altura, e comparados aos verticais, exigem menor investimento por tonelada armazenada. 4.4.1.1.1 Silos metálicos 13 ❖ A capacidade estática dos silos metálicos varia de 18 a 35.000 toneladas; ❖ Quanto à montagem do conjunto de silos metálicos (bateria), pode-se dar em leiautes com disposição circular ou o linear. 4.4.1.1.2 Silos em alvenaria ❖ Os silos de alvenaria são ideais para armazenagem em nível de fazenda; ❖ Normalmente, o diâmetro é em torno de 3,0 metros e altura do cilindro de 3,0 metros. 4.4.1.1.3 Silos em concreto ❖ Este tipo de estrutura, normalmente, é encontrado em portos ou em unidades de moagem de trigo ou de processamento de soja; ❖ São caracterizados por sua grande altura (30 a 40 metros); ❖ Apresentam um ambiente de armazenagem estável em relação a variação da temperatura. 4.4.1.2 Armazéns graneleiros Os armazéns graneleiros caracterizam por possuir grandes comprimentos, exemplo 120 m, e largura variando entre 15,0 a 30,0 m. Desse modo, a dimensão horizontal prevalece sobre a vertical. O fundo dos graneleiros pode ser: plano; semi-V; em V; ou em W (SILVA, 2010). Em seu interior, os armazéns graneleiros são divididos em células, permitindo a armazenagem de diferentes produtos, além da capacidade estática que pode variar de 35.000 a 150.000 toneladas. 4.4.1.3 Armazéns convencionais (sacarias) Para realizar o armazenamento em sacarias, os sacos necessitam ser empilhados em estrados de madeira, com no mínimo 12 cm do chão (mantendo a circulação do ar). As pilhas dos sacos devem ter 4,5m de altura, no máximo. 4.4.1.4 Silo bolsa ou silo bag 14 Segundo SENAR (2016), os sacos de grãos a granel, também conhecidos como silo bags ou silo bolsas podem ser uma opção acessível de armazenamento da colheita, desde que haja um controle cuidadoso. Os silo bags são mais adequados para uso de curto prazo, sua capacidade varia com o tamanho dos sacos utilizados, em geral, medem de 40 a 90 metros de comprimento, podendo suportar de 100 a 300 toneladas (dependendo do tipo de grão). Além disso, os silos bags são pouco utilizados para realizar o armazenamento de soja, porém, quando utilizado, deve-se manter a umidade da soja inferior a 14%. Os grãos podem ficar armazenados por até 18 meses (SANTOS, 2019). 4.5 Setor de expedição O sistema de expedição, consiste em um depósito elevado abaixo do qual é estacionado para carregamento caminhões ou vagões ferroviários. O depósito pode ser construído em concreto, chapas metálicas, ou ainda ser empregado silos metálicos. Todas essas estruturas devem possuir fundo inclinado para propiciar a descarga por gravidade com fluxo de aproximadamente 360 toneladas de produto por hora (SILVA, 2015). 4.6 Cuidados no armazenamento da soja Cuidados necessários para manter qualidade: 1. Fazer limpeza e dedetizar os ambientes contra insetos. Desinfecção das unidades: baixo custo e alta eficiência 2. Guardar grãos secos e pouca impureza para entrar no seu silo por exemplo. Pois a umidade aliada à temperatura intensifica a perda de qualidade dos grãos! 3. Ter uma boa aeração. (A aeração consiste basicamente na circulação forçada do ar do ambiente ou condicionado através da massa de grãos armazenados com a finalidade principal de estabelecer e manter uma temperatura moderadamente baixa e uniforme em todo o volume de grãos). 15 4. Ter uma termometria confiável. Tanto a temperatura quando a aeração podem variar de acordo com a região em que seus grãos estão armazenados. 5. Monitoração diária manual. Pois permite a verificação de infestações por insetos; pragas; roedores; e até mesmo pássaros, no momento inicial, impedindo grandes perdas. 6. Ter um armazém bem vedado sem entrada de umidade. 6. PROCESSAMENTO DA SOJA Devido seu alto valor protéico, a soja é utilizada tanto na alimentação de animais, quanto dos seres humanos. No entanto, a soja crua contém fatores tóxicos, que podem ocasionar efeitos deletérios em animais como os suínos e as aves, devendo ser, portanto, processado (BELLAVER e SNIZEK, 1998). Além de seu valor protéico, o grão de soja possui em média 20% de óleo, o que é considerado um teor baixo comparado aos 45% dos grãos de girassol e amendoim (NASTARI,1995). Dessa forma, o processo de industrialização/processamento da soja pode ser dividido em duas partes: a produção do óleo bruto, que gera como resíduo de elevado valor nutritivo: o farelo, comumentemente usado na alimentação de animais, e o refino do óleo bruto produzido - esse óleo pode passar por diferentes graus de refino, dependendo do destino final do produto. 6.1 Obtenção do óleo bruto e do farelo Para a obtenção do óleo bruto e consequentemente do farelo, são realizadas três etapas, as quais serão descritas a seguir: 1) Armazenamento dos grãos; 2) Preparação dos grãos; 3) Extração do óleo bruto. 6.1.1 Armazenamento dos grãos 16 Os grãos de soja precisam ser armazenados em boas condições, pois essa etapa afeta diretamente no rendimento e na qualidade do produto final. Más condições de armazenamento podem gerar problemas como: aquecimento da semente, podendo até mesmo carbonizar se a mesma apresentar umidade acima de 13%, ou seja, acima da crítica; o aumento de acidez; escurecimento do óleo presente no grão - fator que acaba dificultando a refinação e clarificação; alterações organolépticas, modificações estruturais, entre outros. (BETAEQ, 2019). 6.1.2 Preparação dos grãos 6.1.2.1 Pré-limpeza e secagem Os grãos de soja chegam a indústria de esmagamento, sendo geralmente conduzidos através dos transportes ferroviários, rodoviários e hidroviários. Nesse momento deve ser retirada uma amostra de cada lote recebido, a fim de se determinar o grau de umidade, de conservação, o teor de impurezas, de concentração de óleo da semente e a incidência de grãos quebrados (NASTARI,1995). É comum que um alto teor de impurezas se combinem aos grãos. Assim, é feita uma primeira limpeza das sementes, na qual se elimina as sujidades mais espessas antes de armazená-los na indústria, a qual se denomina pré-limpeza. A qual diminui os riscos de contaminação, reduz o uso indevido de espaço útil do silo e de danificação dos equipamentos que serão usados nas etapas seguintes (MANDARINO; HIRAKURI; ROESSING, 2015). Ainda antes de serem armazenados e seguirem para o processo de quebra dos grãos, a soja é secada para que sua umidade passe de 12% (umidade de estocagem) para, em média, 10,5%, sendo que essa é a umidade ideal para o processamento, pois se os grãos estiverem muito úmidos serão amassados ao invés de quebrados. Em contrapartida, se a soja estiver demasiadamente seca poderá se esfarelar, atrapalhando o desempenho do processo. 17 6.1.2.2 Descascamento e Condicionamento No processo de descascamento deseja-se separar a polpa da casca. Para tal são usadas máquinas, denominadas descascadores, que quebram as cascas por meio da ação de batedores ou facas giratórias e separam-as da polpa por peneiras vibratórias e insuflação de ar. É importante que a semente não sofra compressão, pois assim parte do óleo contido na polpa passaria para a casca e se perderia, tendo em vista que as cascas são, comumentemente, queimadas nas caldeiras. Essa queima é uma forma de geração de energia nas indústrias. Logo após serem descascados, a polpa da soja (também conhecida como cotilédone) passa pelo condicionamento. Este se baseia em aquecer o grão entre 55ºC e 60ºC, buscando que a soja se torne mais maleável para que seja laminado. 6.1.2.3 Laminação Uma forma de simplificar a extração do óleo da polpa dos grãos de soja é romper os tecidos e as paredes das células. Para que isso ocorra se faz uso da técnica de laminação, o qual proporciona um aumento da superfície de contato entre o sólido e o solvente (CUSTÓDIO, 2003). Esse método é realizado por meio de rolos de aço inoxidável que se encontram pressionados um contra o outro, por onde os grãos quebrados passam e são amassados, resultado nos denominados flocos A laminação das partículas obtidas, bem como a trituração dos cotilédones devem ser efetuadas rapidamente, pois a fragmentação dos grãos ativa as enzimas celulares, especialmente a lipase e a peroxidase, as quais geram um efeito negativo sobre a qualidade do óleo e da torta ou farelo. (MANDARINO; HIRAKURI; ROESSING, 2015). 6.1.2.3 Cozimento 18 A última etapa da preparação dos grãos é o cozimento, no qual ainda busca-se a facilitação da extração do óleo a partir do rompimento das paredes celulares. Isso ocorre em equipamentos chamados cozedores, compostos por 4 ou 5 bandejas sobrepostas, aquecidas a vapor direto (introdução direta de vapor no interior cozedor) ou indireto (utiliza-se camisa de vapor no equipamento). No aquecimento por vapor direto o material é umedecido e a elevação da temperatura decorre de maneira mais acelerada. Nessa etapa, a temperatura varia entre 70ºC a 105ºC, enquanto a umidade chega a 20%. Ou seja, ambos alcançam valores elevados, fator que em conjunto com o rompimento das paredes celulares e aumento da permeabilidade das membranas, tornam a saída do óleo mais fácil, o que resulta na diminuição da viscosidade e tensão superficial, levando ao agrupamento das gotículas de óleo e assim, permitindo sua posterior extração. (MANDARINO; HIRAKURI; ROESSING, 2015). 6.1.3 Extração do óleo bruto De maneira geral, a extração do óleo bruto pode ser realizado por prensagem mecânica ou com solvente orgânico. Nas indústrias mais antigas, o óleo é parcialmente retirado de maneira mecânica em prensas contínuas ou expellers, e posterior extração com solvente orgânico. Já nos métodos mais modernos, os flocos de soja são colocados diretamente nos extratores de óleo e já extraídos com o solvente orgânico. 6.1.3.1. Prensagem mecânica Como foi falado anteriormente, na prensagem mecânica, realizada em prensas contínuas, ocorre a remoção parcial do óleo, que será “completada” com o uso de um solvente orgânico. Assim, pode ser denominado “processo misto”. Na prensagem mecânica, os grãos entram na prensa Anderson-Expeller do tipo parafuso por meio de um eixo alimentador. Essa prensa é composta por um 19 cesto formado de barras de aço retangulares que se distanciam por meio de lâminas. Esse espaçamento das barras permite a saída do óleo, além de atuar como filtro para as partículas sólidas restante do produto da prensagem, conhecido como torta. No centro do cesto, gira uma rosca que movimenta o material para frente, comprimindo-o ao mesmo tempo. A pressão é regulada por meio de um cone na saída e pode alcançar centenas de atmosferas por cm² (MANDARINO; HIRAKURI; ROESSING, 2015). 6.1.3.2 Extração com solvente orgânico Como o nome sugere, nesse procedimento o óleo é obtido por meio de extração com solvente químico orgânico. O solvente comumente utilizado é o hexano, que trata-se de hidrocarboneto de fórmula CH3(CH2)4CH3, sendo, portanto um solvente apolar com ponto de ebulição próximo de 70 ºC, ou seja, são facilmente volatilizados devido sua menor cadeia carbônica, quando comparado a solventes polares (LIRA, 2006). De maneira geral, a extração com uso de solvente orgânico pode ocorrer a partir de dois processos: dissolução ou difusão. Segundo Pereira (2015) a dissolução consiste na retirada da camada de óleo que recobre os flocos laminados, correspondendo a uma etapa rápida e fácil, enquanto na difusão é extraído o óleo integrado as partículas, essa etapa é mais demorada e dependente da dosagem correta e da mistura de solventes no extrator. Portanto, é possível perceber que a extração inicia-se de maneira mais acelerada e decresce ao longo do processo. Além disso, o menor conteúdo de óleo no farelo após a extração é, em média, de 0,5%, não podendo ultrapassar 1%. Assim, nota-se que é impossível que a extração seja completa. A mistura do solvente com o óleo bruto recebe o nome de micela. Quando essa mistura sai do extrator, é filtrada e destilada por aquecimento sob vácuo, a fim de se separar o solvente (hexano) do óleo bruto (MANDARINO, 2015). 6.1.3.2.1 Dessolventização e tostagem do farelo 20 Depois que óleo é extraído, restam cerca de 30% ou mais de miscela, sendo necessária sua remoção para se fazer uso do farelo de soja. Ademais, o farelo precisa passar por um tratamento térmico, a fim de se inativar os fatores antinutricionais, como os inibidores de tripsina, as lectinas ou fitohemaglutininas, assim como as substâncias que causam o sabor indesejável, além de estabilizar sua umidade na faixa dos 12% (LOBO, 2018). Para realizar tal processo o equipamento mais utilizado é o dessolventizador-tostador (DT), o qual é um aparelho vertical que combina a evaporação do solvente com a cocção úmida. Ele é composto de 7 estágios, pelos quais o farelo passa em um fluxodescendente. De maneira geral, o vapor “vivo” ou direto entra no estágio 2, sendo distribuído pelo farelo no terceiro por venezianas laterais. Assim, o solvente é praticamente eliminado nesses estágios, levando farelo a adquirir uma umidade entre 18% e 20%. Nos subsequentes estágios, o farelo é tostado, possibilitando que a umidade chegue a faixa desejada (em média de 12%) e evaporando-se o hexano que não foi evaporado na etapa anterior. Quando sai do tostador, o material é novamente seco, com o intuito de destruir enzimas presentes, prejudiciais à sua digestibilidade. O tempo que o farelo permanece no tostador, sendo este cerca de uma hora, quanto a temperatura, são controlados e visam que a exposição demasiada e as altas temperaturas prejudiquem a qualidade do farelo. 6.1.3.2.2 Recuperação do Solvente 21 A recuperação do solvente é de suma importância por uma série de fatores, como na redução de custos e de energia para a indústria, e na proteção do meio ambiente e do consumidor, onde o solvente. Tal processo é realizado em duas etapas paralelas, sendo elas: ❖ Dessolventização-tostagem do farelo ❖ Destilação da miscela: A miscela é uma mistura líquida de óleo de soja e hexano, onde a destilação da miscela é um conjunto de operações que visa a separação do solvente do óleo com o aquecimento da mistura. A miscela passa por um evaporador onde sofre aquecimento de vapor, com o intuito de evaporar o máximo possível hexano. A miscela concentrada fica retida e vai para uma coluna onde sofre uma exposição de vapor direto, obtendo-se o óleo bruto no fundo e os vapores de hexano/água no topo, que saem do evaporador e seguem para um condensador, sendo decantado, onde água e o hexano são separados. 6.2 Refino do óleo bruto O processo do refino deve incluir: ❖ Degomagem; ❖ Neutralização; ❖ Branqueamento; ❖ Desodorização; ❖ Remoção de ácidos graxos livres e fosfatídeos. 6.2.1 Degomagem ou degomação Tem como objetivo reduzir o teor de glicerofosfatos de ácidos graxos, lecitinas ou gomas (insolúveis em óleo tratado com água). O processo é feito com a adição entre 1,5 a 2,5% de água quente ao óleo que é levado para centrifugação onde são separados. Nesse processo se extrai as lecitinas que é misturada com o farelo. Como os fosfatídeos não são hidratáveis não é possível removê-los nesse 22 processo, pois para o consumo humano é essencial que o óleo seja composto apenas de triglicerídeos, por isso é necessário fazer a purificação que elimina características indesejáveis que causam rancificação e oxidação. 6.2.2 Neutralização Consiste na adição de solução aquosa de álcalis como hidróxido de sódio (mais comum) ou carbonato de sódio, estes eliminam do óleo de soja degomado, ácidos graxos livres e outras impurezas (proteínas, ácidos graxos oxidados e produtos resultantes de decomposição de glicerideos). Esse processo ocorre na interfase do óleo e da solução alcalina (fases não inter solúveis). Existem três tipos de neutralização: ❖ Descontínua: o óleo é colocado em um tacho (capacidade de 8 a 15 toneladas) com agitador mecânico ou vapor indireto ou atomizador para a solução alcalina e para a água Em solução alcalina adiciona-se a solução aquosa e quente de hidróxido de sódio ao óleo entre 90 e 95°C sem agitação. Já em soluções ácidas é adicionado uma solução alcalina à temperatura ambiente sob alta agitação, então aquece-se de 50 a 70°C com agitação reduzida, a temperatura é deixada em repouso até formar a “borra” que é retirada, o óleo é lavado de 3 a 4 vezes com água fervente (10 a 20% do óleo com intervalo de 30 min a cada lavada); ❖ Contínua: usada pela maioria das indústrias por conta da economia de tempo e menores perdas durante o processo. Adiciona-se hidróxido de sódio (pode ser também carbonato de sódio ou ambos; porém isso afeta a eliminação fosfatídeos, corantes e outras impurezas) entre 65 a 90°C. A borra é separada por centrifugação. É lavado de 1 a 2 vezes (água de 10 a 20% do volume total de 80 a 90°C) por fim é centrifugado novamente; ❖ Método “Zenith”: o óleo bruto é aquecido a 95°C até ficar em forma de gotículas de 1 mm de diâmetro e passa por uma coluna de solução alcalina diluída também a 95°C. Dividido em 3 unidades, 1º serve para 23 o tratamento do ácido fosfórico, 2º neutralizador propriamente dito, onde o óleo entra em contato com a solução alcalina e 3º adição do ácido cítrico que elimina os traços de sabão. Esse método é o que tem menos perdas por não necessitar de centrifugação. 6.2.3 Branqueamento ou clareamento Tem finalidade de eliminar traços de metais e substâncias oxidativas por pigmentos que conferem coloração no produto que são eliminados por adição de terras. Há remoção de corantes naturais e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos do óleo, absorve terras clarificantes (silicato de alumínio; naturais, argila ou carvão ativados) 6.2.4 Desodorização O objetivo principal é remover sabores e odores indesejáveis. Pode ser feita de forma descontínua, semi contínua ou contínua. O princípio desse método é a destilação em corrente de vapor, as substância voláteis são separadas do óleo que não é volátil. O processo baseia-se pela combinação de alta temperatura (240 a 250°C) e baixa pressão (1 a 6mm.Hg). Resfriado o óleo já desodorizado vai para o tanque de armazenamento e recebe nitrogênio pelo sistema de aspersão que protege da oxidação. 6.2.5 Remoção de ácidos graxos livres e fosfatídeos Não é um processo propriamente dito, é uma consequência da degomagem, deve ser feita por os ácidos graxos livres e fosfatídeos afetam na estabilidade do produto, porém não afeta a composição do mesmo. O óleo após refinado assume essa composição em relação ao óleo bruto: Composição média do óleo bruto e refinado (Adaptado de ERICKSON, 1987). 24 ÓLEO BRUTO ÓLEO REFINADO Triglicerídios 95 – 97 >99 Fosfatídeos 1,5 - 2,5 0,003 - 0,045 Matéria Insaponificável 1,6 0,3 Esteróis da Planta 0,33 0,13 Tocoferóis 0,15 - 0,21 0,11 - 0,18 Hidrocarbonetos 0,014 0,01 Ácidos Graxos Livres 0,3 - 0,7 <0,05 Resíduos Metálicos - - Ferro (ppm) 1 - 3 0,1 - 0,3 Cobre (ppm) 0,03 - 0,05 0,02 - 0,06 7. DISTRIBUIÇÃO DE PRODUÇÃO DA SOJA O país que mais produz soja no mundo, atualmente, é o EUA, o Brasil está em segundo lugar nesse ranking. Local Produção (mi de toneladas) Área plantada (mi de hectares) Produtividade (kg/ha) Mundo 362,075 125,691 - EUA 123,664 35,657 3.468 Brasil 114,843 35,822 3.206 Fonte: Embrapa. No Brasil, a produção de soja se distribui essencialmente nos estados do Mato Grosso, Paraná, Rio Grande do Sul e Goiás. Segue um mapa mostrando essa distribuição no ano de 2016: Fonte: IBGE. 25 8. PRODUTOS OBTIDOS DA SOJA Derivados de soja: ❖ Óleo de soja; que além do uso "in natura", é empregado para a preparação de alguns produtos comerciais, destacando-se: Maioneses - é uma emulsão cremosa obtida de ovos e óleos vegetais, adicionada de condimentos e outras substâncias comestíveis, ❖ Gordura vegetalhidrogenada onde sua elaboração depende basicamente da hidrogenação parcial do óleo, sob condições controladas e específicas para cada finalidade e com a plasticidade desejada. 26 ● Margarina é uma emulsão água em óleo. A fase aquosa é constituída por leite magro especialmente preparado, ou água, ou uma mistura destes já a fase gordurosa é uma mistura de óleos e gorduras vegetais e/ou animais e contém suficiente gordura sólida para assegurar que esta permaneça sólida às temperaturas ambientes normais. ❖ Farelo de soja consumo animal para formulação rações; ❖ Leite e sucos de soja (O leite de soja é obtido através da maceração dos grãos, trituração com água e tratamento térmico e filtração); ❖ Grão de soja para exportação; ❖ Chocolates, temperos prontos, massas, sorvetes, carne de soja; ❖ Indústria de cosméticos, farmacêutica, veterinária, adubos,o biodiesel (é composto por diesel de petróleo e óleo extraído de várias oleaginosas, sendo o óleo de soja representado por mais de 80% da demanda total da fabricação de biodiesel no Brasil). 9. BIBLIOGRAFIA NUNES, J. L. S. Histórico. Agrolink, 2016. 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