PROCESSO DE ELABORAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA, Notas de estudo de Economia Agroindustrial

Baixe PROCESSO DE ELABORAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA e outras Notas de estudo em PDF para Economia Agroindustrial, somente na Docsity! INSTITUTO SUPERIOR DE TECNOLOGIA AGRO-ALIMENTAR DE MALANJE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PROCESSOS II ano de Engenharia TRABALHO DE SÍNTESE DAS CIÊNCIAS DE ALIMENTOS PROCESSO DE ELABORAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA Elaborado por: Ernesto Franco Pedro Esperança Cassâmbua Nzambi Francisco Cabral Fernando José TUTORES: Don Paulo Zau, MSc. & Daniel Kavunguilica, MSc. Ano académico: 2017 INSTITUTO SUPERIOR DE TECNOLOGIA AGRO-ALIMENTAR DE MALANJE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PROCESSOS II ano de Engenharia TRABALHO DE SÍNTESE DAS CIÊNCIAS DE ALIMENTOS PROCESSO DE ELABORAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA Elaborado por: Ernesto Franco Pedro Esperança Cassâmbua Nzambi Francisco Cabral Fernando José TUTORES: Don Paulo Zau, MSc. & Daniel Kavunguilica, MSc. Ano académico: 2017 AGRADECIMENTOS excellent source of acids essential fats, linoleic and linolenic, besides oleic (24%), the soy oil possesses in his structure, almost, about 40 to 60% of acids tri-unsaturated fats, 30 to 35% of di- unsaturated and 5% of mono-unsaturated. The extraction of oil of an oleaginous one, leaves obviously of an oleaginous plant. And after its extraction, remain residues that can be reused so much for human alimentary applications, as for enrichment of animal rations, and also for industrial applications, as saponification, glycerin production. Key-Word: grain, extraction, refine, soy, oil. ÍNDICE DE TABELAS E FIGURAS TABELA 1: Composição nutricional do óleo de soja-------------------------------------------- 3 TABELA 2: Aspectos físico-químicos do óleo de soja------------------------------------------ 4 TABELA 3: Composição Química do óleo de soja----------------------------------------------- 5 FIGURA 1: Fluxograma de produção do óleo de soja------------------------------------------- 6 ÍNDICE GERAL 1. INTRODUÇÃO 1 1.1. Objectivo Geral.....................................................................................................................1 2. REVISÃO BIBLIGRÁFICA.................................................................................................... 2 2.1. Classificação dos Óleos Vegetais..........................................................................................2 2.2. Características Nutricionais do Óleo de Soja....................................................................... 2 2.3. Aspectos Físico-Químicos do Óleo de Soja..........................................................................4 2.4. Aspectos Bioquímicos e Químicos do Óleo de Soja.............................................................4 2.4.1. Oxidação de Lipídios..................................................................................................... 4 2.5. Aspectos Microbiológicos do Óleo de Soja.......................................................................... 5 2.6. Tecnologia Aplicada para Obtenção do Óleo de Soja...........................................................6 2.6.1 Obtenção do Óleo Bruto:.................................................................................................6 2.6.1.1. Armazenamento dos Grãos......................................................................................7 2.6.1.2. Preparação dos Grãos.............................................................................................. 7 2.6.1.2.1. Pré-limpeza....................................................................................................... 7 2.6.1.2.2. Descascamento..................................................................................................7 2.6.1.2.3. Condicionamento.............................................................................................. 7 2.6.1.2.4 Trituração e Laminação..................................................................................... 8 2.6.1.2.5. Cozimento......................................................................................................... 8 2.6.1.3. Extração do Óleo Bruto........................................................................................... 8 2.6.1.3.1. Prensagem Mecânica........................................................................................ 8 2.6.1.3.2. Extração com Solvente Orgânico......................................................................9 2.6.1.3.2.1. Destilação da miscela.............................................................................. 10 2.6.3. Refino do Óleo de Soja................................................................................................ 10 2.6.3.1. Recepção do Óleo Bruto........................................................................................11 2.6.3.2. Degomagem...........................................................................................................11 2.6.3.3. Neutralização......................................................................................................... 11 2.6.3.4. Clarificação............................................................................................................12 2.6.3.5. Desodorização....................................................................................................... 12 2.6.3.6. Envasamento..........................................................................................................12 3. CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................................................13 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................................14 2.1. Classificação dos Óleos Vegetais Os óleos vegetais podem ser classificados de várias maneiras, sendo uma delas a classificação por composição de ácidos graxos. A lista dos ácidos graxos naturais é superior a 1000, mas os de interesse comercial estão limitados a um menor número, talvez cerca de 20. Nos óleos vegetais três ácidos graxos são dominantes: palmítico, oléico, linoleico e por vezes acompanhado de ácido esteárico e pelo ácido linolênico. Os outros ácidos graxos, que ocorrem em óleos especiais, incluem o mirístico, láurico, erúcico, hexadecenóico, ácido linolênico, eleostearico e isômeros, ricinoléico e vernólico (Fuentes, 2011). 2.2. Características Nutricionais do Óleo de Soja O conceito de nutrição está evoluindo. Hoje, a dieta não deve ser somente entendida como suficiente, no sentido de evitar déficits de nutrientes, mas também deve ser vista como uma nutrição óptima que objetiva a qualidade de vida. A alimentação ganha um enfoque terapêutico e preventivo e actua na promoção da saúde (Angelis, 2001; Silveira et al, 2003). Com baixa taxa de óleos saturados, o óleo da soja é um composto lipídico extraído do produto macerado e que representam 18 a 20% da composição nutricional da soja, sendo que encontramos a predominância de poli-insaturados (58%), monoinsaturados (23%) e pouca participação de saturados (15%) (Pinheiro et al, 2009). Segundo Costa, (2003), os ácidos graxos saturados favorecem o aumento do colesterol LDL (Lipoproteina de baixa densidade) e dos triglicerídeos, elevando o risco de doenças do coração como o infarto. Por este motivo nas últimas décadas tanto tem se falado para reduzir a ingestão de gorduras de origem animal. Já as gorduras que contêm na sua composição ácidos graxos poli- insaturados e principalmente monoinsaturados estão relacionadas à diminuição dos níveis de colesterol (LDL), elevação do colesterol HDL (Lipoproteina de alta densidade), redução da pressão arterial, resultando em menor risco de doenças cardíacas. O Óleo de Soja é usado como óleo vegetal de alta qualidade e tem a função de baixar o colesterol. Seu consumo moderado aliado a uma dieta com níveis adequados de gordura pode trazer óptimos benefícios à saúde humana. 10 Segundo Lopes, (2008) a importância nutricional dos óleos vegetais se deve ao seu alto valor energético e à presença de vitaminas, ácidos graxos essenciais e antioxidantes naturais (Como consta na tabela 1). Tabela 1: Compostos nutricionais do óleo de soja Porção de 13 ml (uma colher de sopa) Valor Energético 108 kcal = 454 kJ 5% Gorduras Totais 12,0 g 22% Gorduras Saturadas 2,0 g 9% Vitamina E 2,8 mg 28% Fonte: http://www.campestre.com.br/ Segundo Vizzotto et al (2010), dos componentes nutricionais encontrados em óleos de soja destacam-se: • Os ácidos alfa-linoléico, que são considerados estimulantes do sistema imunológico e responsáveis por ajudar no controlo de infecções. Também podem ser encontrados em óleos de nozes, amêndoas e de linhaça. • O Ômega 3 é um ácido graxo essencial, constituído basicamente pelo LNA (ácido alfa linolênico) com função de baixar os níveis de LDL além de reduzir a pressão arterial. Pode ser encontrado também no atum, salmão, arenque, sardinha, bacalhau e óleos de canola e oliva. • O Ômega 6, também é um ácido graxo essencial que não pode ser sintetizado pelo organismo e possui propriedades semelhantes às do ômega 3 além de auxiliar na cicatrização e estimular o sistema imunológico. Podem ser também encontrado na linhaça, gergelim, aveia, cevada, milho e centeio. É importante ressaltar que os ácidos graxos ômega 3 e ômega 6 atuam de forma adequada e benéfica quando são consumidos na proporção correta de três partes de ômega 6 para uma parte de ômega 3. 2.3. Aspectos Físico-Químicos do Óleo de Soja Os ácidos graxos têm muitas aplicações tanto na indústria assim como na produção de suplementos alimentares. As aplicações dependem das propriedades físico-químicas, tais como actividade superficial, solubilidade, comportamento na fusão, densidade, viscosidade e outras que dependem particularmente do tamanho da cadeia (Rodriguez, 2014). 11 Tabela 2: Aspectos físico-químicos do óleo de soja ÍNDICES Unidades Valores de referência Peso Específico (25ºC) g/c m³ 0,916 - 0,922 Índice de Refração (25ºC) - 1,465 - 1,475 Índice de Iodo g I2 / 100g 120 – 141 Índice de Saponificação mg KOH/g 180 – 200 Matéria Insaponificável % < 1,0% Acidez, óleo refinado g ácido oleico/100g < 0,3 Acidez, óleo bruto g ácido oleico/100g < 2,0 Índice de Peróxido mEq/kg < 10,0 Fonte: ANVISA, 1999. 2.4. Aspectos Bioquímicos e Químicos do Óleo de Soja 2.4.1. Oxidação de Lipídios Os fenômenos de oxidação dos lipídios dependem de diversos mecanismos de reação extremamente complexos, os quais estão relacionados com o tipo de estrutura lipídica e o meio onde esta se encontra. O número e a natureza das insaturações presentes, o tipo de interface entre os lipídios e o oxigênio, a exposição à luz e ao calor, a presença de pró-oxidantes (ex. íons metálicos de transição) ou de antioxidantes, são fatores determinantes para a estabilidade oxidativa dos lipídios (Frankel et al., 1994; Silva et al, 1999). Os óleos de soja são grandes precursores de isoflavonas em suas composições. O que varia é a concentração da substância, que é influenciada pelos processos industriais a que é submetida à soja. No âmbito do mercado atual no que condiz a extração de óleos, o óleo de soja possui especial destaque por responder ao maior volume dentre todos os óleos (Pinheiro et al 2009). Uma questão peculiar da soja baseia-se em sua estabilidade, uma vez que, apesar de conter alto teor de tocoferol (vitamina E) substância que contribui para estabilidade de compostos, sua estabilidade a altas temperaturas é baixa, dado que, o óleo também possui um conteúdo significativo de ácido linolênico. Auto-oxidação do óleo de soja confere ao mesmo um sabor herbáceo, não permitindo desta forma a utilização em processos com frituras, pois seria inviável economicamente (Dorsa, 2004) 12 2.6.1.1. Armazenamento dos Grãos Quando as sementes oleaginosas são armazenadas em más condições, podem ocorrer problemas, tais como: aquecimento da semente, chegando até a carbonização, caso esteja com umidade acima da crítica (13%); aumento de acidez; escurecimento do óleo contido na semente, tornando difícil a refinação e a clarificação; alterações sensoriais, influindo no sabor e no aroma dos farelos e óleos produzidos, e modificações estruturais, como a diminuição do índice de iodo após armazenamento prolongado da semente de soja (Mandarino et al, 2001). 2.6.1.2. Preparação dos Grãos Segundo Mandarino et al, (2015) a preparação dos grãos esta subdividido em cinco etapas fundamentais dos quais temos, a pré-limpeza, o descascamento, condicionamento, trituração e laminação e cozimento. 2.6.1.2.1. Pré-limpeza É realizada por máquinas especiais, dotadas de peneiras vibratórias ou de outro dispositivo, que separam os grãos dos contaminantes maiores. 2.6.1.2.2. Descascamento Os grãos limpos, dos quais se deseja separar os cotilédones (polpas) dos tegumentos (cascas), não devem sofrer compressão durante o descascamento, pois nesse caso, parte do óleo passaria para a casca e se perderia, uma vez que as cascas, normalmente, são queimadas nas caldeiras destinadas à geração de calor ou vapor nas indústrias. 2.6.1.2.3. Condicionamento Após o descascamento, os cotilédones (agora separados em duas metades) sofrem um aquecimento entre 55 ºC e 60 ºC. 2.6.1.2.4 Trituração e Laminação 15 A operação de trituração e laminação diminui a distância entre o centro do grão e sua superfície, assim, a área de saída do óleo é aumentada. A trituração e a laminação são realizadas por meio de rolos de aço inoxidável horizontal ou oblíquos. Os flocos (lâminas ou flakes) obtidos possuem uma espessura de dois a quatro décimos de milímetro, com um a dois centímetros de superfície cm2. 2.6.1.2.5. Cozimento O processo de cozimento visa o rompimento das paredes celulares para facilitar a saída do óleo. O cozimento se processa em equipamentos denominados “cozedores”, constituídos de quatro ou cinco bandejas sobrepostas, aquecidas a vapor. O aquecimento pode ser indireto, quando é feito na camisa de vapor do cozedor, ou direto, que se dá com a introdução direta de vapor no interior do mesmo, o que, além de umedecer o material, possibilita uma rápida elevação da temperatura. Nesse processo, a temperatura e a umidade dos flocos são elevadas de 70 ºC a 105 ºC e 20%, respectivamente. 2.6.1.3. Extração do Óleo Bruto A extração é o processo que retira o óleo do interior do grão obtendo como produtos o óleo e o farelo (torta). Os métodos comumente empregados nessa operação são: a prensagem, a extração por solvente ou a combinação desses dois processos, chamado de misto (Lopes, 2008). 2.6.1.3.1. 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 sobre 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 prensa é constituída de um cesto de barras de aço retangulares, distanciadas por lâminas. 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 (Pinheiro et al, 2009). 16 Os grãos entram na prensa ou “expeller” por meio de um eixo alimentador. A prensa consiste de um cesto formado de barras de aço retangulares distanciadas por meio de lâminas. O espaçamento das barras é regulado para permitir a saída do óleo e, ao mesmo tempo, atuar como filtro para as partículas do resíduo da prensagem (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 et al, 2015). Algumas desvantagens deste método são: a baixa capacidade de processamento de 50 a 80 t de soja/dia; o óleo bruto extraído apresenta odor e sabor mais forte do que o obtido no processo com solvente, além de consumir muita energia, em média 65 kWh para cada tonelada de soja (Snyder, 1987). 2.6.1.3.2. Extração com Solvente Orgânico A extração por solvente, desde seu surgimento, mostrou-se o modo mais interessante de se extrair óleos vegetais de suas matrizes. O sucesso do processo a solvente está em sua capacidade de reduzir a níveis bastante baixos, o resíduo de óleo presente em materiais oleaginosos. O solvente que se estabeleceu, desde o início, foi à fração hexano do petróleo, que além de vir de uma fonte não renovável de matéria-prima, traz consigo os infortúnios atrelados ao mercado do petróleo, sendo ainda tóxico e inflamável (Lopes, 2008). Segundo Pinheiro et al, (2009) 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: • Forma de camada, ao redor das partículas das sementes trituradas e laminadas, que são recuperadas por simples dissolução; • 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 prática, 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 são a obtenção do equilíbrio no sistema óleo-miscela- 17 operação é conduzida sobre altas temperaturas e alto vácuo para elevar a volatilidade dos componentes odoríferos e responsáveis pelo sabor (Paula, 2001). 2.6.3.6. Envasamento Por definição a embalagem tem a função de acondicionar o produto mantendo inalterada sua qualidade desde a fabricação até seu ponto de venda, com o incremento de passar ao consumidor um apelo mercadológico de estética e design valorizando o produto acondicionado, objetivando melhores índices de vendas (Oliveira, 2001). 3. CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho visou apresentar de forma teórica os aspectos tecnológicos empregues para obtenção do óleo de soja, através da oleaginosa mundialmente cultivada em maior quantidade em relação às outras sementes oleaginosas. Permitiu ainda conhecer os aspectos nutricionais que são de grande interesse para o bom funcionamento do organismo, aspectos bioquímicos importantes elementos a ter em conta para conservação do óleo e os aspectos físico-químicos que ajudam na determinação das principais qualidades do óleo de soja para a sua utilização industrial. Portanto, para a obtenção do óleo de soja de boa qualidade, é necessário ter em consideração todas as etapas envolvidas na produção do mesmo. Estas etapas incluem: armazenamento dos grãos, preparação dos grãos, a extração do óleo bruto e o processo de refino. 20 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Resolução nº 18, de 30 de abril de 1999 (republicada em 03/12/1999) e Resolução nº 19, de 30 de abril de 1999 (republicada em 10/12/1999). Angelis, R. C. de. 2001. Novos conceitos em nutrição: reflexões a respeito don elo dieta e saúde. São Paulo, v. 38. p. 269-271. Ávila, M. R. et al. 2007. Componentes do rendimento, teores de isoflavonas, proteínas, óleo e qualidade de sementes de soja. Rev. bras. sementes, Londrina, v. 29, pag. 3. Costa J. S. B. da. 2008. Óleos de soja geneticamente modificada: caracterização nutricional e detecção de ADN. Costa, N. M. B.; Borém A. 2003. Biotecnologia em Nutrição – saiba como o DNA pode enriquecer os alimentos. São Paulo: ed. Nobel. Disponivél em: http://www.campestre.com.br/: Acessado no dia 10 de Outubro de 2017 as 20h: 45min. Dorsa R. 2004. Tecnologia de óleos vegetais. Campinas. 21 Frankel, E.N.; Huang, S.W.; Kanner, J.; German, J.B. 1994. Journal of Agricultural and Food Chemistry: Interfacial Phenomena in the Evaluation of Antioxidants: Bulk Oils vs Emulsionst, v.42, p.1054-1059. Gunstone, Frank D. 2005. Vegetable Oils: SHAHIDI, Fereidoon. Bailey's Industrial Oil & Fat Products: Edible Oil & Fat Products Chemistry, Properties & Health Effects. 6. Ed. New Jersey: Wiley Interscience, v.1. Cap. 6, p. 213-268. Júnior C. C. F. 2001. Integração energética da etapa de extração de óleo de soja, utilizando a análise pinch. Lopes K. Da S. 2008. Avaliação da etapa de clarificação do óleo de soja através de planejamento composto central e investigação do potencial de melhoria energética no processamento da soja. Curitiba. Mandarino J. M. G., Roessing A. C. 2001. Tecnologia para produção do óleo de soja: descrição das etapas, equipamentos, produtos e subprodutos (recurso eletrônico). 1. ed. Pag. 13. Mandarino J. M. G., Hirakuri M. H., Roessing A. C. 2015. Tecnologia para produção do óleo de soja: descrição das etapas, equipamentos, produtos e subprodutos (recurso eletrônico). 2. Ed. Pag.9-14. Oliveira, C. G. 2001. Proposta de modelagem para a clarificação de óleos vegetais: experimentos cinéticos e simulação do processo indústria. 164f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. Paula R. N. C. de. 2001 Indicadores de produtividade em Cooperativas do paraná: um estudo Comparativo de casos. Pag. 31. Pereira P. G. 2013, Proteína da soja: Os efeitos do seu consumo sobre os diferentes grupos populacionais. Pág. 3. 27. Pinheiro D. R., Pontes F. A., Braga J. A. L. S., Gonçalves J. C. S. Pereira L. F. S. 2009. Tecnologia do óleo de soja. Belém. Pag.13,20. Fuentes P. H. A. 2011. Avaliação da qualidade de óleos de soja, canola, milho e girassol durante o armazenamento. Pag. 8,17 Rodríguez C. G. V. 2014. Propriedades físico-químicas do meio reacional durante a hidrólise de óleo de soja, em presença de um catalisador heterogêneo ácido. Brasília. pag. 25. Silveira R. M. B.; Monereo M. S., Molina B. B. 2003. Revista Españla de Salud Pública; Alimentos funcionales y nutrición óptima Cerca o lejos?, Madrid, v. 77, p. 317-331. 22