OBJETIVO DEGOMAGEM

•Produzir lecitina

•Preparar óleo degomado para transporte a longa distância

•Preparar o óleo degomado para refino físico

Composição do Óleo de Soja

Componente Bruto Refinado

Triglicerídios (%) 95-97 >99

Fosfatídios (%) 1,5-2,3 0,05

Mat. Insaponifícável(%) 1,6 0,3

Fitosteróis 0,33 0,13

Tocoferóis 0,15-0,21 0,11

Hidrocabonetos(%) 0,014 0,01

AGL (FFA%) 0,3-0,7 <0,05

Carotenóides (mg.kg-1) 15-30 ND

Traços de Metais (mg.kg-1)

Ferro 13 <0,3

Cobre 0,03-0,5 <0,06

Composição média de lecitina de soja

Óleo de soja: 35%Fosfatidilcolina: 16 %Fosfatidiletanolamina: 14%Fosfatidilinositol: 10%Fitoglicolipídios: 17 %Carboidratos: 7%Umidade: 1%

LECITINA DE SOJA Composição

Fonte: Catálogo Stern

Molécula de Fosfolipídio

X

X

e Y

Y

Y

Z

Ácidos Graxos

Fonte: Lucas Meyer. Lecithin - Properties and Applications.

Base nitrogenada

FosfolipídiosComposição molecular

Ácido Graxo

Cadeia contendo fósforo

Ácido Graxo

Grupo deGlicerol

Glicolipídios Ésteres do glicerol com dois ácidos graxos e

um carbohidrato

CH2

CH2

CH

O

O

O R1

R2

C

C

O

O

O

CH2OH

OH

HO

OHH

3 Monogalactosil diacilglicerol

Fosfolipídios em Óleos Brutos

Óleo Fosfatídios (%)Soja 1,2-3,2Milho 1-2Trigo 0,08-2,0Algodão 0,7-0,9Arroz 0,5Amendoim 0,3-0,4Colza 0,1Canola 1-2

1-2

Fosfolípidios

Existem 2 tipos de fosfolipídios, segundo sua natureza:

Hidratáveis (90%)

Não Hidratáveis (10%) = causam problemas de coloração marrom - irreversível:

- sais de Ca++ ; Mg++ e Fe++ - degomagem ácida

Fosfolipídios: Grau de Hidratação Relativa

PC = 100PI = 44

PI (Ca++) = 24PE = 16

PE (Ca++) = 0,9PA = 8,5

PA (Ca++) = 0,6

Fosfolipídios - Hidratação

Fonte: Lucas Meyer. Lecithin - Properties and Applications.

AGENTES DEGOMANTES

• ÁGUA (LECITINA COMESTÍVEL)• ÁCIDO FOSFÓRICO(ESCALA COMERCIAL)

• ÁCIDO CÍTRICO(ESCALA COMERCIAL)

• ÁCIDO OXÁLICO• ÁCIDO NÍTRICO• ÁCIDO BÓRICO• ÁCIDO TÂNICO• ANIDRIDO ACÉTICO (ESCALA COMERCIAL)

Tipos e condições para Degomagem Clássica

Batelada2% água em tanque de mistura30 min - 1h a 70-80oCCentrífuga / Decantação

ContínuoPré-aquecimento do óleo a 70-80oC

2% água10-15 minCentrífuga

óleo degomado ( < 200 mg.kg-1):- secagem (umidade <1%) a vácuo- resfriamento (38-49oC) - estocagem

Degomagem Ácida

Óleo Bruto

Trocador de Calor

Misturador

Tanque de Repouso

Centrífuga

Óleo Degomado

Água

Ácido

Goma

Ácido

(90°C) Fosfóricocítricoacético, etc

(< 10 mg/kg P)

(4 h)

(1 min./ 90ºC)

Efeito do pré-tratamento com ácido

fosfórico sobre os níveis de ferro e fósforo e

óleo de soja durante o processamento

x-x sem pré-tratamentoo-o com pré-tratamento

(1) refino alcalino

Fonte: JAOCS, 55: 280 (1978)

Óleo bruto Óleodegomado

Óleo clarificado

ppm de Feppm de P

800

SuperdegomagemÓleo Bruto

Trocador de Calor

Misturador

Misturador

Tanque de Repouso

Trocador de Calor

Misturador

Tanque de Repouso

Trocador de Calor

Centrífuga

Óleo Degomado

Lecitina

Água

< 40 ºC

Ácido Cítrico

Lecitina Hidratada

(opcional)

70o

C

3 h

P < 30 ppm

[H+]=20% em p.0,15% em V.Forte agit.

0,35%

Degomagem Enzimática

Degomagem Enzimática

Aquecedor60 graus

Óleo Cru Degomado com Água

MisturadorpH 5,0

Retenção

Secador a Vácuo

Separador

Aquecedor

ReatoresTempo de Retenção Variável

Misturador

Óleo Degomado

GomasÁguas

Ácido CítricoSoda Cáustica

Suspensão de Enzimas

ÓLEO BRUTO

Fonte: Seminário: Preparração de matérias-primas e Extração de óleos, 1995

(50%)(3%)

(1 a 6h)

(2-6 ppm)

(100 LU/Kg óleo)

Traços de Metais em Óleo de Soja e Gomas

Elementos Fósforo Potássio Cálcio Magnésio Ferro

Bruto 775 353 126 105 2.5

Degomado(c/água)

187 27.6 106 57 1.5

Dad

os

An

alí

ticos (

pp

m)

Goma 568 326 20 48 1

Óleo

LECITINA Processo de Fabricação

11 tanque deóleo bruto

2 Filtro 3 Misturador

4 Hidratação

óleo de sojadegomado

5 Centrífuga6 Homogeneizador

7 Secador

8 EstocagemFonte: Catálogo Santista Alimentos

Lecitinas Especiais

Lecitina BrutaIAC = 62%

Fracionamento com álcool

Extraçãoacetona

Lecitina Desengorduradaem pó IAC = 97%

Lecitina Alta PC

PC = 32-46%IAC = 65-70%

Lecitinaalta em PE/PI/PA

IAC = 62%

Separação Cromatográfica

LecitinaPC = 80%IAC = 97%

ConcentradoPI/PA

IAC = 97%

Lecitina altaPE

IAC = 40%

ConcentradoPE IAC = 97%

IAC = Insolúveis em Acetona

CLASSIFICAÇÃO LECITINA

• NATURAL – PLÁSTICA/ FLUIDA- PODEM SER :NÃO BRANQUEADA/ BRANQUEADA E DUPLAMENTE BRANQUEADA

• REFINADA – NATURAL/LIVRE DE ÓLEO/FRACIONADA

• QUÍMICAMENTE MODIFICADA- hidrogenadas, hidroxiladas, acetiladas, sulfonadas e com produtos halogenados

USOS DE FOSFOLIPÍDIOS

• ALIMENTOS-ALIMENTOS INSTANTÂNEOS, PROD. PANIFICAÇÃO, CHOCOLATE, MARGARINA, DIETÉTICOS

• COSMÉTICOS• FARMACÊUTICOS- PARENTERAL / SUPOSITORIOS

/CREMES E LOÇÕES• TEXTIL• TINTAS• FITAS MAGNÉTICAS• COURO• INSETICIDAS

FUNÇÕES FOSFOLIPÍDIOS

• AGENTE DISPERSANTE• EMULSIFICANTE• REDUTOR DE VISCOSIDADE• ANTIOXIDANTE• SUPLEMENTO ALIMENTAR• ESTABILIZANTE• PENETRANTE DE ÓLEO• ESTABILIZADOR DE ESPUMA

COMPOSIÇÃO COMERCIAL DE FRAÇÃO DE LECITINA REFINADA

• LECITINA LIVRE DE ÓLEO: PC 29%/

• LECITINA SOLÚVEL EM ÁLCOOL :PC 60%

• LECITINA INSOLÚVEL EM ÁLCOOL: PC 4%

DEGOMAGEM POR MEMBRANAS

Princípio do funcionamento do processo de separação por membrana

ALIMENTAÇÃO

PERMEADO

CONCENTRADO

Tipos de filtração

Filtração perpendicular

Filtração tangencial

Fluxo específico do filtrado

Espessura da torta

Fluxo específico do filtrado

Membrana

Tempo Tempo

Processos de separação por membranas

Fonte: www.ensaie.unancy.fr/news/laitsante

Processos de separação por membranas

Processos de separação por membranas

Membran

a

ÁguaSais

Membran

a

ÁguaSais

Membran

a

Água

Açúcar

Proteína

Açúcar

Membran

a

ÁguaColóides

Proteína

OR NF

MFUF

Classificação das membranas

• Estrutura Densa Porosa

• Material utilizado na produção poliméricos – (PVDF,PES, PS, etc.) não poliméricos -

Simétricas

Assimétricas

Cerâmicas

Metais

Grafite

Classificação das membranas

Fonte: www.enq.ufsc.br/labs/labsem/labsem.html

Membrana assimétrica

Membranas multicanais

Fonte: www.niroinc.com/html/filtration/flechnology.html

Características das membranas

• Perfil de tamanho dos poros• Porosidade• Fluxo de permeado• Capacidade de separação - retenção de

determinados solutos • Resistência à temperaturas elevadas, solventes e

pressões utilizadas

Degomagem por membranas

• Remoção de fosfolipídios

miscela :

%R > 98

baixa resistência dos materiais poliméricos • óleo sem adição de solventes

%R > 96

baixos fluxos de permeados

Aplicação de membranas em tecnologia de óleos vegetais

• Recuperação do solvente• Degomagem• Remoção de pigmentos• Remoção de ceras• Separação de ácidos graxos• Produção enzimática de lipídios estruturados

específicos

Teses realizadas• HASEGAWA (2000) Removeu fósforos em óleo de milho

bruto Microfiltração - membrana PP, área=

0,036m2, poro= 0,2m Temperatura: 50ºC Pressão: 2,5 bar Fluxo: 58L/m2.h

Ultrafiltração - memb.PVDF, área= 0,018m2,MMC= 150KDa Temperatura: 50ºC Pressão: 2,5 - 3 bar Fluxo: 6L/m2.h

%R: 78

• MOURA (2002) Removeu fósforos em miscela de óleo

de soja - membrana PES, área= 1,02.10-3m2, MMC= 69KDa

Ultrafiltração Temperatura: 50ºC Pressão: 0,5 bar Fluxo: 70L/m2.h %R: 84

Células de ultrafiltração utilizadas em ensaios

experimentais

HASEGAWA (2000) MOURA (2002)

Refino convencional x Tecnologia de membranas

• Desvantagens do processo convencional de refino• Vantagens da aplicação de membranas no

processamento de lipídios• Substituição/suplementação – economia em torno

de 15 a 21 trilhões Btu/ano