Extração e refino de óleos vegetais e proteínas de soja

Cingrid Nitz, Ellen Santos, Gustavo Couto e Larissa Barboza

FUNDAÇÃO LIBERATOSEMINÁRIO TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

A definição de óleos e gorduras ou lipídeos depende do

tipo de ácido graxo presente no triacilglicerol e a sua

forma física.

Fornecem calorias, auxiliam no transporte de vitaminas

lipossolúveis (A, D, E e K) para o interior das células,

são fontes de ácidos graxos essenciais, etc.

Óleos Poli e Mono insaturados

São divididos em:

Trans- Um tipo de gordura formada por um processo

químico (hidrogenação), no qual óleos vegetais

líquidos são transformados em ácido graxo trans,

uma gordura sólida. Encontrada em de biscoitos,

bolachas recheadas, empanados tipo nuggets,

sorvetes cremosos, tortas,etc.

Óleos Poli e Mono insaturados

Saturadas- São aquelas que só possuem ligações

simples entre os átomos de carbono, podendo ser

encontrados tanto em gorduras de origem animal,

quanto nos de origem vegetal, como no óleo de coco

e óleo de palma (dendê).

Óleos Poli e Mono insaturados

Monoinsaturadas- Que possuem apenas uma

insaturação (dupla ligação), entre os carbonos de suas

moléculas. São encontrados no azeite, óleo de canola,

oliva, girassol, azeitonas, avelã, amêndoa e abacate.

Óleos Poli e Mono insaturados

Os ácidos graxos essenciais (ácido linoleico – ômega

6, e ácido linolênico – ômega 3) ou ácidos graxos

poli-insaturados apresentam duplas ligações cis- As

principais fontes de ômega-6 são azeites, óleos de

girassol, milho, linhaça, soja, algodão e as de ômega-

3 são peixes de água fria, como o atum, salmão,

sardinha e arenque.

Óleos Poli e Mono insaturados

Segundo o mais recente Dietary Guidelines for Americans

de 2005 (Guia alimentar para americanos) recomenda que

consumo de lipídios esteja entre 20 e 35% do VET.

Já o guia alimentar para a população brasileira recomenda

que o consumo de lipídios esteja entre 15% e 30% do

VET, sendo esta recomendação semelhante à da OMS.

Óleos Poli e Mono insaturados

• Produção dos grãos nos campos;

• Distribuição por rodovias, ferrovias e/ou hidrovias;

• Recebimento nas indústrias de esmagamento;

• Preparação dos grãos de soja: pré-limpeza,

descascamento, condicionamento, trituração e

laminação, e o cozimento;

Os grãos de Soja

• Antes de serem armazenados na indústria, os grãos devem ser avaliados, por amostragem, nas seguintes características:• Teor de umidade• Quantidade de material estranho• Incidência de grãos estranhos, quebrados,

avariados e ressecados.

Análises dos grãos

Visa eliminar as sujeiras mais grossas antes do armazenamento da indústria.

Feita por máquinas especiais de peneiras vibratórias. A pré-limpeza, diminui os riscos de deterioração e

reduz o uso indevido de espaço útil do silo.

Pré-Limpeza

Armazenamento◦As indústrias de óleo devem dispor de instalações

adequadas para o armazenamento de sementes durante a entressafra, visando efetuar a produção de forma ininterrupta, otimizando o uso do capital investido nas fábricas.

Preparo do grão

Armazenamento◦Os grãos são organismos vivos que respiram e

liberam calor.◦A elevação da temperatura e umidade no

armazenamento acelera o processo respiratório.◦Quanto maior a temperatura e umidade maior será a

deterioração da matéria-prima armazenada.

Preparo do grão

Armazenamento

◦Silos de armazenamento devem ser resfriados ou refrigerados.

◦Grãos danificados, não sadios ou sujos possuem uma taxa respiratória mais elevada que os grãos sadios, sob as mesmas condições.

Preparo do grão

Limpeza e pesagem

◦A limpeza após o armazenamento retira as impurezas não removidas antes do armazenamento.

◦ Os metais são removidos através de imãs instalados antes das peneiras.

◦O material limpo deve ser pesado para determinar o rendimento do processo de extração.

Preparo do grão

A finalidade do descascamento é separar os cotilédones (polpas) dos tegumentos (cascas) sem a aplicação de compressão para que não haja perda do óleo.

Nos descascadores as cascas são quebradas por batedores ou facas giratórias e são separadas dos cotilédones por peneiras vibratórias e insuflação de ar.

Descascamento

A extração do óleo é facilitada pelo rompimento dos tecidos e das paredes das células.

Diminui a distância entre o centro do grão e sua superfície, aumentando assim, a área de saída do óleo.

A trituração e a laminação são realizadas por meio de rolos de aço inoxidável horizontais ou oblíquos

Trituração e Laminação

A desintegração dos grãos ativa as enzimas celulares, especialmente a lipase e a peroxidase, o que tem um efeito negativo sobre a qualidade do óleo e da torta ou farelo.

Portanto, a trituração dos cotilédones e a laminação das pequenas partículas obtidas devem ser efetuadas o mais rápido possível.

Trituração e Laminação

É necessária uma ruptura adicional através do calor úmido, por vapor direto ou indireto.

Os efeitos desse aquecimento são: Diminuição da viscosidade do óleo; Coagulação e desnaturação parcial das proteínas. Inativação de enzimas lipolíticas; Aumento da permeabilidade das membranas celulares; Diminui a afinidade do óleo com as partículas sólidas

da semente.

Cozimento

A temperatura de cozimento varia de 70 a 105 °C dependendo da semente a ser processada.

Cozimento

◦Os grãos depois de cozidos são homogeneizados em uma massa uniforme em um equipamento chamado de expansor.

◦O tecido celulósico da semente oleaginosa é destruído completamente dentro do expansor.

Expansão do grão cozido

◦Quando a massa de grãos é eliminada para fora do equipamento, a massa é expandida por causa da queda súbita de pressão, e a umidade nela contida é evaporada instantaneamente.

◦O material transforma-se numa estrutura esponjosa.

Expansão do grão cozido

Vantagens do processo de expansão antes da extração:

Melhora na velocidade da extração; Reduz a quantidade de solvente necessário na extração; Aumenta a concentração de micelas e reduz o consumo

energético no sistema de evaporação da micela; Desativa as enzimas na semente oleaginosa e melhora a

qualidade do óleo.

Expansão do grão cozido

A extração pode ser feita por prensagem mecânica e

utilização de solventes.

Processo antigo: O óleo é  extraído por meio

mecânico de pressão, seguido de uma extração com

solvente orgânico.

Processos atual: o óleo é extraído diretamente com o

solvente orgânico.

Extração do óleo vegetal

Extração por prensagem mecânica◦Através de prensas contínuas.◦A prensa consiste de um cesto formado de barras de

aço retangulares distanciadas por lâminas.◦O espaçamento é regulado para permitir a saída do

óleo.◦Dentro desse cesto gira uma rosca para comprimir o

material.

Extração do óleo vegetal

Extração mecânica

O processo misto envolve a pré-prensagem com posterior extração com solvente.

A prensagem mecânica sob alta pressão aumenta o rendimento na extração em até 5%, dispensando a extração por solvente.

Extração mecânica

Nesse processo, utiliza-se um hidrocarboneto como solvente, o mais usado é o hexano.

A penetração do solvente nos grãos é facilitada se este foi expandido anteriormente.

O óleo no material pode estar na superfície, que é então retirado por simples dissolução do óleo no solvente.

O óleo pode estar presente no interior de células intactas, este então é removido por difusão do solvente na célula.

Extração por solvente

O menor conteúdo de óleo no farelo após a extração gira em torno de 0,5% a 0,6%.

É chamado de "miscela" a solução de óleo no solvente, e o sistema óleo-miscela-solvente é o fator que defini a velocidade de extração.

A difusão do solvente será mais rápida quanto mais eficiente forem as etapas anteriores, maior for a temperatura, e menos úmido for o material.

Extração por solvente

As principais vantagens no uso do hexano como solvente são:◦Dissolve o óleo com facilidade sem agir sobre os

outros componentes da matéria oleaginosa;◦Possui uma composição homogênea e estreita faixa

de temperatura de ebulição;◦Tem baixo calor latente de ebulição;

Extração por solvente

◦Porém as principais desvantagens do hexano são: É altamente inflamável; Apresenta alto custo; É toxico e possivelmente carcinogênico.

Extração do óleo

A separação do óleo e solvente ocorre por aquecimento à vácuo, através de um destilador contínuo, que recebe a micela isenta de finos pois foi filtrada pós extrator.

O conteúdo de solvente no óleo é reduzido até cerca de 5%, à temperatura de 70 a 90 °C.

A hexano residual é destilada em um evaporador de filme com insuflação de vapor direto.

Destilação da Micela

O farelo de soja deve passar por um processamento térmico para inativar os fatores anti nutricionais.

 Há alguns anos, a dessolventização do farelo, era efetuada em secadores de roscas horizontais. Atualmente, o equipamento mais usado é o dessolventizador-tostador, um aparelho vertical que combina a evaporação dosolvente com uma cocção úmida.

Dessolventização e tostagem do farelo

Degomado ou Purificado:  o óleo que após sua extração, teve extraídos os fosfolipídeos;

Refinado: que após a extração e degomagem é refinado mediante o emprego de processos tecnológicos adequados (neutralização, clarificação e desodorização).

Após a extração do óleo

Tem como finalidade a melhora da aparência, odor e sabor do óleo, o que ocorre devido à remoção dos seguintes componentes do óleo bruto:

a) substâncias coloidais, proteínas fosfatídeos e produtos de sua decomposição;

b) ácidos graxos livres e seus sais, ácidos graxos oxidados, lactonas, acetais e polímeros;

c) corantes; d) substâncias voláteis, como hidrocarbonetos, álcoois e aldeídos; e) substâncias inorgânicas, como sais de cálcio e de outros metais; f) umidade.

Refino

As principais etapas do processo de refino são: Degomagem (hidratação). Neutralização (desacidificação). Branqueamento (clarificação) .

Refino

Reduz o teor de glicerofosfatos de ácidos graxos, as lecitinas ou gomas.

A operação é feita através de uma hidratação do óleo bruto com água quente numa proporção variando de 1,5 a 2,5%, sendo então separadas por meio de centrifugação.

As gomas extraídas são as lecitinas, que são bombeadas para uma mistura com o farelo.

Degomagem

Como a degomagem não elimina os fosfatídeos de cálcio e magnésio por não serem hidratáveis, estes serão removidos no processo de refino.

A purificação é necessária para eliminar os demais elementos que provocam sua rancificação e oxidação (reação com oxigênio).

Degomagem

Visa a eliminação dos ácidos graxos livres e outras impurezas.

Pode ser realizado pela adição de solução aquosa de álcalis, tais como, hidróxido de sódio, ou às vezes carbonato de sódio.

• A neutralização ocorre na interface do óleo e da solução alcalina.

Neutralização

Branqueamento

• O produto recebe a adição de terras clarificantes, que podem ser silicato de alumínio.• Tem por finalidade remover traços de metais, substâncias oxidativas e pigmentos.•Remoção dos corantes naturais e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos presentes no óleo. 

Desodorização

• Visa a remoção dos sabores e odores indesejáveis.

• Baseia-se na destilação em corrente de vapor, no

qual as substâncias voláteis se separam do óleo não

volátil.

•O processo se dá pela combinação de alta

temperatura (240 – 250ºC) com baixa pressão

absoluta (1 a 6mm.Hg).

Resfriamento e Armazenamento

• Resfriado, o óleo desodorizado é enviado para o tanque de armazenamento.

• Em seguida recebe nitrogênio por um sistema de aspersão para proteção à oxidação provocada pelo oxigênio do ar.

A borra é o principal subproduto da indústria de refino de óleo de soja.

É formada durante a etapa de neutralização do refino químico do óleo bruto.

Consiste na mistura de sabão, óleo arrastado, substâncias insaponificáveis e impurezas, como goma e fosfatídeos.

Aproveitamento da borra

Na acidulação contínua de borra, o ácido sulfúrico é adicionado por proporciômetro, seguido de aquecimento e separação por centrifugação.

O produto da acidulação contínua é mais claro e contém menos impurezas que o da acidulação descontínua.

Aproveitamento da borra

Pode ser utilizada para obter: Concentrado de ácidos graxos livres. Sabão. Biodiesel.

Utilizados também no tratamento de minérios devido à capacidade de alterar as superfícies minerais.

Aproveitamento da borra

O farelo de soja: Produto resultante do processo de extração do óleo de

soja. Fonte de proteína com teor proteico que varia de 44% a

48%. Utilizado na fabricação de rações para diversas

espécies.

Mercado do farelo

Fatores que podem afetar a produção: Clima durante o ano; Catástrofes ambientais; Pragas na plantação; Baixo rendimento no refino do óleo.

Mercado do farelo

O fator que afeta o fluxo de mercado é a demanda do setor da alimentação animal.

Acontecimentos como o da vaca louca e da gripe asiática pode gerar variações no mercado.

Mercado do farelo

Vaca louca: Substituição do farelo de osso que era utilizado na ração animal por farelo de soja.

Gripe asiática: existiu um impacto inverso, com a redução da quantidade de aves houve diminuição no consumo do farelo.

Mercado do farelo

FRÉ, Nicéia Chies. Obtenção de ácido graxos a partir da acidulação de borra de neutralização de óleo de soja. Porto Alegre, RS, 2009. Disponível em: http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/17498/000717847.pdf?.... Acessado em: 06 de outubro de 2015.

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Referências