objetivos do refino
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WESTFALIA SEPARATOR
OBJETIVOS DO REFINO
1. Remoção de produtos indesejáveis presentes no óleo bruto• ácidos graxos livres• fosfolipídeos (gomas)• produtos de oxidação• metais• outros
2. Redução do nível de pigmentos.
3. Preservação do valor vitamínico. (vitamina E ou tocoferol - um antioxidante natural)
4. Mínima perda de triglicerídeos
5. Proteção dos triglicerídeos contra degradação.
PROCESSO QUE ENVOLVEM O REFINO
1. Degomagem: redução do nível de fosfolipídeos.
2. Neutralização: redução da acidez.
3. Clarificação ou branqueamento: remoção de pigmentos e metais.
4. Desodorização: redução de voláteis que produzem odores.
DEGOMAGEM
Objetivos:
Retirada de fosfolipídios e substâncias coloidais (gomas), visando:
• Transporte e armazenagem• Produção de lecitinas• Diminuir perdas no refino• Diminuir consumo de soda na neutralização• Diminuir a cor do óleo• Aumentar a estabilidade do óleo refinado• Preparar o óleo bruto para o refino propriamente dito.
NOTA: A degomagem deve ser feita imediatamente após a extração.
FOSFOLIPÍDIOS
Conseqüência da presença de fosfolipídeos nas etapas de refino do óleo de soja:
1. Na neutralização:• Perda por saponificação e arraste de óleo neutro• Perda por emulsificação (nas centrífugas)
2. Na clarificação:• Maior teor de argilas para a remoção dos fosfolipideos• Menor eficiência de filtração
3. Na desodorização:• Redução da qualidade (cor, sabor, odor e estabilidade)• Perdas de produção por incrustação no desodorizador
FOSFOLIPÍDIOS
Existem dois tipos de fosfolipídios, segundo sua natureza:
1. Hidratáveis (90%)
São facilmente removíveis no processo de degomagem com água.
2. Não hidratáveis (10%)
Causam problemas de coloração marrom, irreversível.São ligados a sais de cálcio, magnésio e ferro.São removíveis através de degomagem ácida.
PROCESSO DE DEGOMAGEM
NOTA: Porcentagem de água = Porcentagem dos fosfolipídeos (1,5 a 2%)
óleo bruto água
75oC
gomas(50% água) óleo degomado
misturacentrifugação
DESACIDIFICAÇÃO
Objetivo:
Etapa do processamento de óleos e gorduras que visa a remoção dos ácidos graxos livres.
Para esta remoção podem ser utilizadas duas principais formas:
1. Neutralização: remoção por reação química com produto alcalino (soda cáustica por exemplo).
2. Refino físico: remoção por destilação em alta temperatura e alto vácuo.
H
H
H
C
H
C
C
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O
OC C
H
H
C
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HC
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CC
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H
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HC
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H
C
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H
H
O
O
REPRESENTAÇÃO DO TRIGLICERÍDIO
(ÓLEO OU GORDURA VEGETAL)
TRI-ESTEARATO DE GLICERINA
Glicerol ou propanotriol
Ácido esteárico
REPRESENTAÇÃO DO ÁCIDO GRAXO LIVREREPRESENTAÇÃO DO ÁCIDO GRAXO LIVRE
(“ACIDÊS DO ÓLEO”)(“ACIDÊS DO ÓLEO”)
C
O
HO
C
H
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C
H
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C
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H
H C
H
H
ÁCIDO ESTEÁRICO (C18 H38 O2)
Radical”ácido” H+
NEUTRALIZAÇÃO QUÍMICA
(através de reação com soda cáustica)
Radical”ácido” H+
Radical”álcali” OH-
C
O
HO
C
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H
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H
C
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H
H C
H
H H - O - Na
Ácido graxo + soda
= borra (sabão) + água (H2O)
REFINO QUÍMICO (ALCALINO)
O refino é composto das seguintes etapas:
1. Condicionamento:
Os fosfatídeos não hidratáveis são modificados para uma forma hidratável, ou seja, os complexos metal/fosfatídeo são quebrados através de ácidos em sais metálicos e ácido fosfatídico.
2. Neutralização:
Os ácidos graxos livres são transformados em sabões de sódio por reação com soda cáustica e separados.
3. Lavagem:
O residual de sabões é removido do óleo através de solubilização dos mesmos em água quente.
4. Secagem
A umidade residual é removida através de secagem a vácuo.
ETAPAS DO REFINO ALCALINO
1. Condicionamento
óleo bruto
Ácido fosfórico
85oC
mistura
2. Neutralização
Retenção(tempo de contato)
ETAPAS DO REFINO ALCALINO
2. Neutralização
Soda cáustica
mistura
Retenção(tempo de contato)
do condicionamento
3. Lavagem
centrifugação
Sabões (borra)
ETAPAS DO REFINO ALCALINO
3. Lavagem
Água(~ 10%)
mistura
da neutralização
4. Secagem
centrifugação
Água + sabões
ETAPAS DO REFINO ALCALINO
4. Secagem
da lavagem
Óleo neutro/seco
Sistema de vácuo
Alimentação
Descarga de óleo
Descarga de borra
Rodete de borra
Rodete de óleo
Tubo de alimentação
Tubo distribuidor
Jogo de pratos
Prato separador
Sistema de alimentação hidroermético
Canal de ascensão
Espaço de sólidos
Pistão deslizante
Válvula do pistãoCâmara de água de fechamento
Duto de entrada de água de fechamento
Coletor de sólidos
Saída de sólidos
Separação por
centrifugação
FUNÇÃO DA SODA CÁUSTICA
A soda é a responsável pela neutralização dos ácidos graxos
livres, transformando-os em sabões.
A quantidade de soda é portanto calculada em função do teor
ácidos graxos livres e da porcentagem de gomas.
Teoricamente:
40 g de soda neutralizam 282 g de ácido oleico.
O excesso soda insolubiliza as gomas no óleo permitindo sua
separação.
(Gomas + Sabões = Borra)
A borra arrasta pigmentos por adsorsão.
Os fosfatídeos não hidratáveis permanecem no óleo.
Fatores que afetam as reaçõesFatores que afetam as reações
� Concentração da solução de soda (16 - 18 Bé)Concentração da solução de soda (16 - 18 Bé)� Temperatura de reação (~ 85 graus)Temperatura de reação (~ 85 graus)� Tempo de contato (5 a 10 minutos)Tempo de contato (5 a 10 minutos)
Deve-se evitar:Deve-se evitar:
� Saponificação do óleoSaponificação do óleo� Formação de emulsõesFormação de emulsões
NaOH
tempo de contato
temperatura
EMULSÕES SAPONIFICAÇÃO
Excesso de soda em função da acidez do óleo
%AGL no óleo bruto % excesso NaOH
1,0 - 4,0 0,2
4,1 - 6,0 0,3
6,1 -8,0 0,5
8,1 - 15,0 0,6
0,1 - 0,9 0,15
EXCESSO DE SODA
a) excesso de 0 a 5%: O óleo não é neutro; há tendência a formação de emulsão; o controle de processo é difícil havendo tendência de quebra de selagem na centrífuga. A acidez da matéria graxa da borra é da ordem de 50% ou menos (baixa).
b) excesso de 5 a 15%: O óleo é neutro (acidez menor que 0,07%); a borra apresenta superfície dura e lisa com reação neutra à fenolftaleina. A acidez da matéria graxa se situa entre 60 e 70%.
c) excesso de 15 a 30%: A borra apresenta consistência pastosa, não completamente fluida, reagindo lentamente à fenolftaleina com coloração vermelha. A acidez da matéria graxa se situa próximo a 70%.
d) excesso de 30 a 50%: A borra apresenta uma consistência bastante fluida reagindo rapidamente à fenolftaleina (vermelho intenso). A acidez da matéria graxa se situa entre 80 a 90% e o teor de sabões no óleo neutro se apresenta elevado.
e) excesso maior que 50%: Aparece a formação da terceira fase (solução concentrada de eletrólitos). O teor de sabões no óleo neutro é alto.
Condições de lavagemCondições de lavagem
Única:Única:
15% água quente (90-95 graus)15% água quente (90-95 graus)
Utilizar água abrandada (isenta de sais de Utilizar água abrandada (isenta de sais de cálcio e magnésio)cálcio e magnésio)
DúplaDúpla
2 x 10% de água (vide acima)2 x 10% de água (vide acima)
Obs.:Obs.: 1a. Lavagem ~50 ppm de sabões1a. Lavagem ~50 ppm de sabões
2a. Lavagem ~10 ppm de sabões2a. Lavagem ~10 ppm de sabões
Tubo de entrada
Fine tuner
Tubo de saída
Válvula de ajuste da pressão
Manômetro de saída
Descarga de borra
Ajustes da CentrífugaAjustes da Centrífuga
� Vazão: Vazão: � Vazões 10% acima ou 50% abaixo da nominal Vazões 10% acima ou 50% abaixo da nominal
implicam em aumento das perdas ou prejuízo na implicam em aumento das perdas ou prejuízo na qualidade do produto.qualidade do produto.
� Contra pressão:Contra pressão:� Alta contrapressão implica em maiores perdas e baixa Alta contrapressão implica em maiores perdas e baixa
implica em menor qualidade do produto final.implica em menor qualidade do produto final.� Fine tuner:Fine tuner:� Permite o melhor ajuste de vazão da fase pesada e Permite o melhor ajuste de vazão da fase pesada e
ajuste fino da linha de separação e portanto ajusta ajuste fino da linha de separação e portanto ajusta perdas / qualidade, para perdas / qualidade, para diferentes tipos de óleos e diferentes tipos de óleos e para diferentes vazõespara diferentes vazões..
PONTOS RELEVANTES NA OPERAÇÃOPONTOS RELEVANTES NA OPERAÇÃO
� A centrífuga ou separadora é um acelerador de A centrífuga ou separadora é um acelerador de decantação e não provoca nenhuma alteração decantação e não provoca nenhuma alteração química nos produtos. Portanto a eficiência de química nos produtos. Portanto a eficiência de separação depende da preparação anterior separação depende da preparação anterior (dosagem, mistura, tempo de contato, temperatura).(dosagem, mistura, tempo de contato, temperatura).
� Para que a centrífuga opere corretamente deve-se Para que a centrífuga opere corretamente deve-se ajustar a linha de separação ou seja, fazer com que ajustar a linha de separação ou seja, fazer com que o início da separação coincida com os rasgos dos o início da separação coincida com os rasgos dos canais de ascensão, através da contrapressão de canais de ascensão, através da contrapressão de saída da fase leve.saída da fase leve.
Ajuste da zona de separaçãoAjuste da zona de separação
Pelo ajuste da contrapressão de saída da fase leve
(óleo) podemos deslocar a posição
da linha de separação e fazer
com que a máquina trabalhe nas
condições ideais de separação.
Linha de separação
Fase pesada (borra)
Fase leve (óleo)