tecnologia de óleo de soja

tecnologia de óleo de soja

(Parte 1 de 3)

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ - UFPA

INSTITUTO DE TECNOLOGIA - ITEC

FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA - FEQ

DISCIPLINA: BIOQUÍMICA INDUSTRIAL

PROFESSOR: MARCO PONTES

EQUIPE

Nº DE MATRÍCULA

Darllan do Rosário Pinheiro

08025003101

Fabio de Andrade Pontes

08025000701

Jorge Albert Lennon da Silva Braga

08025004701

Júcia Caroline da Silva Gonçalves

08025003901

Luiz Felipe Silva Pereira

08025001201

TECNOLOGIA DO ÓLEO DE SOJA

Belém – PA

2009

Darllan do Rosário Pinheiro

Fabio de Andrade Pontes

Jorge Albert Lennon da Silva Braga

Júcia Caroline da Silva Gonçalves

Luiz Felipe Silva Pereira

TECNOLOGIA DO ÓLEO DE SOJA

Seminário apresentado a Faculdade de Engenharia Química, da Universidade Federal do Pará, como parte dos requisitos para aprovação na disciplina de Bioquímica Industrial do curso de Engenharia Química.

Orientador: Prof. Marco Pontes

FICHA CATALOGRÁFICA

PINHEIRO, D. R; PONTES, F. A., BRAGA, J. A. L. S., GONÇALVES, J. C. S., PEREIRA, L. F.

TECNOLOGIA DO ÓLEO DE SOJA. - - Belém, Pará: UFPA/FEQ, 2008

X, 25 p f.: il.:; 31cm

Orientador: Marco Pontes.

Seminário de graduação – Universidade Federal do Pará, Faculdade de Engenharia Química, 2008.

Referências bibliográficas.

  1. Histórico, 2. Obtenção e beneficiamento, 3. Aspectos químicos e bioquímicos, 4. Controle de qualidade, derivados alimentícios e industriais.

PINHEIRO, D. R; PONTES, F. A., BRAGA, J. A. L. S., GONÇALVES, J. C. S., PEREIRA, L. F. Tecnologia do óleo de soja. Seminário para disciplina de Bioquímica Industrial, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Federal do Pará, Belém, 2008.

RESUMO

A soja surgiu como importante nutriente em meados do primeiro milênio e desde então se tornou uma matéria-prima muito importante para vários dos produtos do nosso dia-a-dia. Dentre as etapas do processo de produção do Óleo Vegetal da Soja, destacam-se a Pré-limpeza, o cozimento, a extração do óleo, a destilação da miscela e o refino do Óleo de Soja. Uma excelente fonte de ácidos graxos essenciais, linoléico e linolênico, além de oléico (24%), o óleo de soja possui em sua estrutura, aproximadamente, cerca de 40 a 60% de ácidos graxos tri-insaturados, 30 a 35% de di-insaturados e 5% de mono-insaturados. A extração de óleo de uma oleaginosa, parte obviamente de uma planta oleaginosa. E após sua extração, sobram resíduos que podem ser reutilizados tanto para aplicações alimentares humanas, como para enriquecimento de rações animais, e também apara aplicações industriais, como saponificação, fabricação de glicerina, e como matéria prima para o biodiesel.

PALAVRAS-CHAVE: Óleo de soja, Óleo vegetal, Ácidos graxos, Alimento.

Sumário

1. Introdução 4

2. Histórico da soja 5

3. Obtenção e beneficiamento do óleo de soja 6

3.1 Produção do óleo bruto 6

3.2 Refino do óleo de soja 11

4. Aspectos químicos e bioquímicos do óleo de soja 13

5. Controle de qualidade, derivados alimentícios e industriais 18

7. Conclusão 23

8. Bibliografia 24

  1. Introdução:

A soja é um dos principais produtos agrícolas comercializados no mundo. Atualmente, os principais países produtores (Estados Unidos, Brasil e Argentina) são também os principais exportadores. O Brasil, segundo maior produtor da oleaginosa, com 22,1% da produção, responde por 22,4% das exportações mundiais, ocupando também a segunda colocação nas vendas de derivados ao exterior. Os principais mercados de destino são Irã, China, Índia e Holanda.[1] Cerca de 90% da produção de óleo vegetal e farelo protéico no Brasil são oriundos da soja. Isso significa que a indústria esmagadora brasileira é fortemente dependente dessa cultura, por ser a única oleaginosa produzida em escala no país. Sua utilização, portanto, é essencial para a primeira fase de implantação do Programa Brasileiro de Biodiesel, a partir de 2008 (mistura compulsória de 2% do biodiesel ao diesel). O principal insumo para a fabricação do biodiesel é o óleo vegetal e, atualmente, apenas o óleo de soja está disponível para produzir grandes quantidades de biodiesel no país. Na safra 2005/06, o Brasil produziu 5,7 milhões de toneladas de óleo de soja, dos quais 2,6 milhões de toneladas foram exportados como óleo bruto. Em 2008, este excedente de óleo de soja poderá ser utilizado na produção de biodiesel e, nesse contexto, o Brasil também deixará de importar 800 milhões de litros de diesel/ano na primeira fase do programa.

Os grãos de soja são riquíssimos em lipídios, triglicerois e outros. O uso de lipídios na alimentação de animais ruminantes é realizado principalmente para aumentar a densidade energética das dietas, pois o valor energético desses lipídios é 2,25 vezes maior que o dos carboidratos (Reddy et al., 1994; Simas, 1998).

Atualmente, a reciclagem de resíduos agrícolas e agro-industriais vem ganhando espaço cada vez maior, não simplesmente porque os resíduos representam “matérias primas” de baixo custo, mas, principalmente, porque os efeitos da degradação ambiental de corrente de atividades industriais e urbanas estão atingindo níveis cada vez mais alarmantes. Vários projetos de reciclagem têm sido bem sucedidos no Brasil e dentre eles destacam-se o aproveitamento de papel, plásticos, metais, óleos lubrificantes automotivos e industriais, soro de leite , bagaço de cana e resíduos da soja.[2]

  1. Histórico da soja:

A soja surgiu como importante nutriente em meados do primeiro milênio e tem sido cultivada na China há séculos, por mais de 5000 anos. Sua espécie mais antiga, a soja selvagem, crescia principalmente nas terras baixas e úmidas, nas proximidades dos lagos e rios da China Central. Há 3000 anos a soja se espalhou pela Ásia, onde começou a ser utilizada como alimento. Somente no século XVIII pesquisadores europeus iniciaram estudos do feijão da soja como fonte de óleo e nutriente animal e no início do século XX passou a ser cultivada comercialmente nos Estados Unidos.

No Brasil, o grão chegou com os primeiros imigrantes japoneses em 1908, mas foi introduzida oficialmente no Rio Grande do Sul em 1914. Porém, a expansão da soja no Brasil aconteceu nos anos 70, com o interesse crescente da indústria de óleo e demanda do mercado internacional.

Atualmente o Japão consome grande parte da produção mundial de soja. Os Estados Unidos são responsáveis por 50% da produção mundial, representando uma importante atividade econômica para o país. No Brasil encontramos cerca de 30% da produção mundial, sendo o segundo maior produtor do mundo, seguido pela Argentina com 10% e demais países da América do Sul e África. Tais informações podem ser observadas na Figura 1.

Figura 1: Maiores produtores mundiais de soja.

O grão da soja dá origem a produtos e subprodutos utilizados atualmente pela agroindústria de alimentos e indústria química. A proteína de soja, importante subproduto, é incorporada em inúmeros produtos comestíveis (ingredientes de padaria, massas, produtos de carne, cereais, misturas preparadas, bebidas, alimentação para bebês, confecções e alimentos dietéticos) e também utilizada pela indústria de adesivos, alimentação animal, adubos, formulador de espumas, fabricação de fibra, etc.[3]

A soja integral é utilizada pela indústria de alimentos em geral e o óleo cru se transforma em óleo refinado e lecitina, que dá origem a inúmeros outros produtos. A expansão da sojicultura provoca discussões sobre a utilização de seu óleo em mistura com combustível, para substituição de parcela do diesel importado. A produção brasileira de soja em 2003/2004 foi de 49.712.400 ton. Se toda essa produção fosse esmagada no país, com os rendimentos atuais, ter-se-ia mais de dez bilhões de litros de óleo, gerando uma oferta de biodiesel superior ao dobro da importação nacional do óleo refinado. São exportados mais de 3,1 bilhões de litros de óleo de soja, equivalente a uma parte substancial do diesel importado. A utilização energética do óleo de soja baseia-se na amplitude, solidez e eficiência da sojicultura. 55% das exportações brasileiras do complexo soja são de grãos, um incremento na produção de óleo dar-se-á sem pressões por novas áreas, no curto prazo.

Observamos que o cultivo da soja é bastante viável, porém os investimentos na área de pesquisas em relação à obtenção de novas tecnologias e aprimoramento são bastante escassos.

  1. Obtenção e beneficiamento do óleo de soja: industrialização das sementes.

A industrialização das sementes de soja divide-se em duas partes importantes: a produção de óleo bruto e a refinação do óleo bruto produzido[7].

    1. Produção do óleo bruto:

3.1.1 Armazenamento das sementes:

Para um armazenamento prolongado das sementes o fator umidade é muito importante. Os grãos têm a propriedade de absorver e ceder água para o ar que os envolve. Essa troca de água tende a um equilíbrio onde a tensão de vapor de água dentro do grão nivela-se à pressão de água contida no ar. Tal equilíbrio é chamado de equilíbrio higroscópico[7].

As condições que levam a uma intensa atividade respiratória da semente são igualmente favoráveis ao crescimento das bactérias e mofos, e ocorre deterioração nos grãos armazenados. As sementes são melhores armazenadas com baixa umidade, onde o crescimento do mofo e de outros eventuais danos as sementes estarão inibidos[7].

  • Pré-limpeza:

Os grãos colhidos nos campos são transportados via rodovia ou ferrovia até as fábricas. Na fábrica são tomados os primeiros passos para a armazenagem destes grãos, como o teor de umidade, quantidade de material estranho e incidência de grãos “danificados”. A pré-limpeza é nada mais do que a retirada dos “sujos” mais grossos (galhos, meio grãos, etc.) antes do armazenamento[7].

É realizada em máquinas especiais dotadas de peneiras vibratórias. Essa pré-limpeza é importante, pois diminui o risco de deterioração e corte o uso indevido de espaço útil do silo (local onde se armazenam os grãos). Existem três maneiras de armazenar as sementes, no caso da soja o silo de armazenamento são os silos verticais como o da Figura 2.

Figura 2: Silo vertical de armazenamento

  • Preparo do grão para extração:

  • Limpeza, para eliminação de impurezas vegetais, minerais e metálicas, mediante peneiramento, aspiração, separação magnética.

  • Ruptura, para reduzir os grãos em pedaços de 1/4 a 1/6 do tamanho do grão inteiro.

  • Descascamento, quando se deseja produzir farelo com alto conteúdo protéico, seguido do sistema de separação de cascas. Os grãos de soja estão recobertos em média com 8% de cascas. A operação de descascamento traz a vantagem do aumento do conteúdo protéico de 44 % para 48%, cujo farelo recebe o nome de Hi-Pro.

  • Condicionamento térmico: os grãos são aquecidos a 65°C aproximadamente, sendo o condicionador tipo vertical ou mais comumente o tipo rotativo.

  • Laminação, processo necessário para facilitar o rompimento do tecido e das paredes das células, diminui a distância entre centro da célula e a superfície e aumento da superfície de saída de óleo. Obtém-se desta forma flocos com 0.2 a 0.4 mm de espessura por um diâmetro equivalente de 10 a 30 mm.

  • Cozimento:

Visa o rompimento das paredes das células para facilitar a saída do óleo. O cozimento ocorre em um aparelho chamado “chaleira”. É constituída em 4 ou 5 bandejas sobrepostas, aquecidas a vapor direto ou indireto. Eleva-se a temperatura dos flocos laminados e se aumenta o conteúdo de umidade. Com o aumento da umidade dos flocos e o rompimento das paredes da célula, se consegue facilitar a saída do óleo. Nas bandejas superiores as sementes estão submetidas ao vapor direto e indireto, já na última bandeja ocorre a secagem dos grãos[7].

3.1.2 Extração do Óleo Bruto:

A extração pode ser feita por prensagem mecânica e utilização de solventes.

  • Prensagem mecânica:

A prensagem mecânica é efetuada modernamente por prensas contínuas, que são usadas para uma parcial remoção de óleo, seguida por extração com o solvente, constituindo o processo misto. A prensagem mecânica sob alta pressão reduz o conteúdo de óleo na torta em até 5%. O material acondicionado entra na prensa por um eixo alimentador. A prensa é constituída de um cesto de barras de aço retangulares, distanciadas por lâminas. A Figura 3 mostra um prensador contínuo[7].

Figura 3: Prensador mecânico contínuo.

O espaçamento das barras é regulado para permitir a saída do óleo e ao mesmo tempo filtrar os resíduos da prensagem. Dentro do cesto uma rosca movimenta e comprime o material simultaneamente, a pressão é controlada através de um cone de saída. A soja é submetida à extração direta[7].

  • Extração do óleo com solventes:

Nesse tipo de extração, a obtenção da matéria oleosa é feita por meio de um solvente proveniente da mistura de hidrocarbonetos (Hexano) com uma fração de petróleo, com ponto de ebulição de 70°C. Para facilitar a penetração do solvente no interior das sementes, o material a ser extraído é triturado e laminado. O óleo aparece no material com duas formas de extração:

a) forma de camada, ao redor das partículas das sementes trituradas e laminadas, que são recuperadas por simples dissolução;

b) contido em células intactas, que são removidas do interior destas por difusão.

A extração consiste em dois processos: dissolução e difusão. Durante a extração, a velocidade do desengorduramento da semente é de início, muito rápido, porém a velocidade decresce com o decorrer do processo. Na pratica, pretende-se alcançar uma extração de conteúdo de óleo no farelo após a extração entre 0,5 e 0,6%. A solução de óleo no solvente é chamada miscela, e o fator que define a velocidade da extração é a obtenção do equilíbrio no sistema óleo-miscela-solvente. A espessura dos flocos resultantes da laminação a temperatura próxima da ebulição do solvente e a apropriada umidade são fatores que facilitam o processo de difusão. O Hexano satisfaz uma serie de exigências de um solvente apropriado: dissolve facilmente o óleo sem agir sobre outros componentes; possui estreita faixa de temperatura de ebulição; é imiscível com água. Porém, este solvente tem desvantagens como alta inflamabilidade e alto custo[7].

Existem alguns métodos de extração: o semicontínuo e o contínuo.

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