TPQ_oleos_3

TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II ÓLEOS E GORDURAS

ÓLEOS, GORDURAS E CERAS

ÓLEOS: SÃO CONSITUÍDOS DE ÉSTERES DERIVADOS DA GLICERINA COM ÁCIDOS GRAXOS, LÍQUIDOS NA TEMPERATURA AMBIENTE.

GORDURAS: SÃO CONSTITUÍDAS DE ÉSTERES DERIVADOS DA GLICERINA COM ÁCIDOS GRAXOS, SÓLIDOS NA TEMPERATURA AMBIENTE.

CERAS: SÃO CONSTITUÍDOS DE ÉSTERES DE ÁCIDOS GRAXOS COM ÁLCOOIS SUPERIORES.

EXEMPLOS:

ÓLEO: TRIOLEATO DE GLICERINA GORDURA: TRIETERATO DE GLICERINA(TRIOLEÍNA) (TRIESTEARINA)

H2C - O - C - C17H33|

H C - O - C - C17H33|

H2C - O - C - C17H33

=O

=O

=O

H2C - O - C - C17H35|

H C - O - C - C17H35|

H2C - O - C - C17H35

=O

=O

=O

CERA: CEROATO DE CERILA

C25H51 - C - O - CH2 - C25H51=O

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


CLASSIFICAÇÃO

ANIMAIS – BANHA, MANTEIGA• GORDURAS

VEGETAIS – MANTEIGA DE CACAU

ANIMAIS – BALEIA, PEIXE

• ÓLEOS COMESTÍVEIS – SOJA, OLIVA, MILHOVEGETAIS

SECATIVOS – LINHAÇA, RÍCINO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


TÓPICOS

! QUANTO MAIOR O GRAU DE SATURAÇÃO MAIS ELEVADO OS PONTOS DE FUSÃO – DIFERENCIAÇÃO ENTRE ÓLEOS E GORDURAS.

! ÓLEOS SECATIVOS SÃO OS DE ELEVADO GRAU DE INSATURAÇÃO –GRANDE IMPORTÂNCIA NA PREPARAÇÃO DE TINTAS – FORMAÇÃO DE PELÍCULA ADERENTE.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


------0,2---C23H37COOHLIGNOCÉRICO24

----10,512,0----C21H35COOHCLUPANADÔNICO22

---0,18,220,0----C19H35COOHARAQUIDÔNICO20

2,0-----0,50,9--C19H39COOHARAQUÍDICO20

0,7--50,69,0--7,9--C17H29COOHLINOLÊNICO18

6,02,02,517,4--42,052,749,72,5C17H31COOHLINOLEICO18

46,042,06,020,933,427,046,324,924,728,5C17H33COOHOLEICO18

13,025,02,04,52,31,03,55,42,211,0C17H35COOHESTEÁRICO18

3,0---15,017,0----C15H29COOHPALMITOLEICO16

28,028,08,86,512,116,07,58,322,925,0C15H31COOHPALMÍTICO16

0,2---1,5-----C13H25COOHMIRISTOLEICO14

1,03,017,5-8,07,0--0,610,0C13H27COOHMIRÍSTICO14

--48,0------3,0C11H23COOHLÁURICO12

--7,0------2,5C9H19COOHCÁPRICO10

--8,0------1,0C7H15COOHCAPRÍLICO8

---------2,0C5H11COOHCAPRÓICO6

---------4,0C3H7COOH,BUTÍRICO4

FÓRMULAÁCIDONº DE ÁTOMOS DE C M

ANTE

IGA

ALG

OD

ÃO

SOJA

MIL

HO

SAVE

LHA

BALE

IA

LINH

AÇA

COC

O

SEBO

TOUC

INHO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


--C23H37COOHLIGNOCÉRICO24

--C21H35COOHCLUPANADÔNICO22

--C19H35COOHARAQUIDÔNICO20

--C19H39COOHARAQUÍDICO20

--C17H29COOHLINOLÊNICO18

2,02,5C17H31COOHLINOLEICO18

42,028,5C17H33COOHOLEICO18

25,011,0C17H35COOHESTEÁRICO18

--C15H29COOHPALMITOLEICO16

28,025,0C15H31COOHPALMÍTICO16

--C13H25COOHMIRISTOLEICO14

3,010,0C13H27COOHMIRÍSTICO14

-3,0C11H23COOHLÁURICO12

-2,5C9H19COOHCÁPRICO10

-1,0C7H15COOHCAPRÍLICO8

-2,0C5H11COOHCAPRÓICO6

-4,0C3H7COOH,BUTÍRICO4

FÓRMULAÁCIDONº DE ÁTOMOS DE C M

ANTE

IGA

SEBO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


0,2-C23H37COOHLIGNOCÉRICO24

--C21H35COOHCLUPANADÔNICO22

--C19H35COOHARAQUIDÔNICO20

0,50,9C19H39COOHARAQUÍDICO20

-7,9C17H29COOHLINOLÊNICO18

42,052,7C17H31COOHLINOLEICO18

46,324,9C17H33COOHOLEICO18

3,55,4C17H35COOHESTEÁRICO18

--C15H29COOHPALMITOLEICO16

7,58,3C15H31COOHPALMÍTICO16

--C13H25COOHMIRISTOLEICO14

--C13H27COOHMIRÍSTICO14

--C11H23COOHLÁURICO12

--C9H19COOHCÁPRICO10

--C7H15COOHCAPRÍLICO8

--C5H11COOHCAPRÓICO6

--C3H7COOH,BUTÍRICO4

FÓRMULAÁCIDONº DE ÁTOMOS DE C SO

JA

MIL

HO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


OBTENÇÃO DE MATÉRIAS GRAXAS

EXTRAÇÃO MECÂNICA (PRENSAGEM)• DE ORIGEM VEGETAL

EXTRAÇÃO POR SOLVENTE

DIGESTÃO A SECO

• DE ORIGEM ANIMAL DIGESTÃO ÚMIDA

EXTRAÇÃO POR SOLVENTE

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


OBTENÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS

EXTRAÇÃO MECÂNICA + EXTRAÇÃO POR SOLVENTE

ETAPAS:

• PREPARAÇÃO

• CONDICIONAMENTO

• EXTRAÇÃO MECÂNICA

• EXTRAÇÃO POR SOLVENTE

• PURIFICAÇÃO DO ÓLEO EXTRAÍDO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


PREPARAÇÃO: REMOÇÃO DE PARTES DA SEMENTE QUE NÃO CONTÉM ÓLEO, ESPECIALMENTES CASCAS.

CONDICIONAMENTO: CONSISTE EM UM COZIMENTO EM UMIDADE CONTROLADA, DA SEMENTE SUBMETIDA A COMINUIÇÃO PRÉVIA APROPRIADA. TEM COMO OBJETIVO PRINCIPAL LIBERTAR O ÓLEO QUE SE ACHA CONTIDO EM BOLSÕES DESIGNADOS POR ESKEROZOMAS.

EXTRAÇÃO MECÂNICA: AS SEMENTES CONDICIONADAS SÃO SUBMETIDAS À COMPRESSÃO, EM PRENSAS HIDRÁULICAS DESCONTÍNUAS OU PRENSAS MECÂNICAS CONTÍNUAS.

EXTRAÇÃO POR SOLVENTE: CONTATO APROPRIADO COM UM SOLVENTE (USUALMENTE O HEXANO) PARA PERMITIR A DISSOLUÇÃO DO ÓLEO. DEPOIS O ÓLEO É SEPARADO POR DESTILAÇÃO.

PURIFICAÇÃO: FÍSICA – FILTRAÇÃO, CENTRIFUGAÇÃO, ETC.QUÍMICA – DEGOMAGEM, ETC.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


EXTRAÇÃO À SOLVENTEEXEMPLO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


OBTENÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS

TRIGLICERÍDEO + ÁGUA ➾➾➾➾ ÁCIDOS GRAXOS + GLICEROL

CH2 - COO - R CH2OH| |CH - COO - R’ + 3H2O ➾➾➾➾ R - COOH + CH-OH| |CH2 - COO - R’’ CH2OH

• A HIDRÓLISE É UMA REAÇÃO DE EQUILÍBRIO.

• QUALQUER FATOR QUE POSSIBILITE O AUMENTO DA SOLUBILIDADE DA ÁGUA NOS ÁCIDOS GRAXOS, PERMITE AUMENTAR A VELOCIDADE DE REAÇÃO.

• FATORES A SEREM CONSIDERADOS: TEMPERATURA, QUANTIDADE DE ÁGUA ECATALISADOR.

• OS CATALISADORES SÃO DE NATUREZA ALCALINA E FORMAM SABÕES NO SISTEMA: ÓXIDO DE ZINCO, HIDRÓXIDO DE LÍTIO, ETC.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


EXERCÍCIO

ELABORE UM FLUXOGRAMA PARA CONTEMPLAR A HIDRÓLISE CONTÍNUA DE GORDURAS.

CONSIDERE COMO REFERÊNCIA O DIAGRAMA DE BLOCOS PROPOSTA NO CAPÍTULO “ÓLEOS E GORDURAS” DO SHREVE.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


SAPONIFICAÇÃO

HIDRÓLISE DE ÉSTERES GRAXOS

H2C - O - C - R OH OH OHOH- | | |

H2C - O - C - R + H2O C - C - C + 3 R - COONa+

H2 H H2 SABÃOH2C - O - C - R

ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO

EXPRESSA A QUANTIDADE EM mg DE KOH NECESSÁRIA À NEUTRALIZAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS LIVRES E SAPONIFICAÇÃO DOS ÉSTERES PRESENTES DE 1 g DE AMOSTRA.

= O

= O

= O

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


CALCULAR A QUANTIDADE DE ALCALI (MISTURA DE 10% NaOH E 90% KOH P/P) NECESSÁRIA PARA SAPONIFICAR UMA MISTURA DE 150,0 Kg DE ÓLEO DE COCO, 35,0 Kg DE ÓLEO DE AMENDOIM E 620,0 Kg DE ESTEARINA.

ÍNDICE DE SAPONIFICAÇÃO ÓLEO DE COCO 260ÓLEO DE AMENDOIM 190ESTEARINA 205

CONSIDERAR OS ÁLCALIS COM 97% DE PUREZA.

RESPOSTA: KOH = 153,9 KgNaOH = 17,1 Kg

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


1. CÁLCULO DA QUANTIDADE DE ÁCALI NECESSÁRIA (KOH)

QUANTIDADE KOH = (150,0 X 260) + (35,0 X 190) + (620,0 X 205)

QUANTIDADE KOH = 172,7 Kg

2. CÁLCULO DAS QUANTIDADES DE NaOH E KOH

MNaOH = X; MKOH = Y

TEMOS: 9X = YX 56 + Y = 172,7

40

X = 16,7 Kg Y = 149,4 Kg

3. CONSIDERANDO A PUREZA DOS ÁLCALIS

NaOH 16,6 X 100 = 17,1 Kg KOH 149,4 X 100 = 154,0 Kg97 97

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


EXEMPLOS DE APLICAÇÃO

INSUMOS PARA A FABRICAÇÃO DE TENSOATIVOS

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


GRUPO HIDROFÓBICO ➨➨➨➨ NÃO TEM AFINIDADE COM A ÁGUA.

GRUPO HIDROFÍLICO ➨➨➨➨ TEM AFINIDADE COM A ÁGUA.

A CAPACIDADE DE LIMPEZA ESTÁ ASSOCIADA A CAPACIDADE DE FORMAR EMULSÕES ESTÁVEIS.

ÓLEO

HIDROFÍLICO

HIDROFÓBICO

ÁGUA

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


DETERGENTES: CIENTIFICAMENTE, O TERMO COBRE OS SABÕES E OS DETERGENTES SINTÉTICOS, MAS O USO GERAL APLICA-O AOS COMPOSTOS SINTÉTICOS PARA LIMPEZA DIFERENTE DO SABÃO.

CLASSIFICAÇÃO:

ANIÔNICO: GRUPO HIDRÓFILO: -OSO3, -SO3EX.: ALQUILBENZENOSULFONATOS LINEARES

CATIÔNICO: GRUPO HIDRÓFILO: -N(CH3)3 +, C5H5N++

EX.: BROMETO DE CETILTRIMETILAMÔNIO

DIPOLAR: GRUPO HIDRÓFILO: -N+(CH3)2(CH2)2 COO-EX.: ALQUILBETAÍNAS

SEMIPOLAR: GRUPO HIDRÓFILO: -N(CH3)2OEX.: ÓXIDOS DE DIMETILALQUILAMINAS

NÃO IÔNICOS: GRUPO HIDRÓFILO: - (OCH2CH2)NOHEX.: ÓXIDOS DE ETENO CONDENSADOS DE ALCOOIS GRAXOS

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


SABÕES X DETERGENTES

! SABÕES SÃO PRECIPITADOS E, POR ISSO, NÃO SÃO EFICIÊNTES COM ÁGUAS DURAS.

! DETERGENTES ANIÔNICOS TEM ÓTIMA AÇÃO DE DETERGÊNCIA.

! O SABÃO TEM CARÁTER ANIÔNICO.

! DETERGENTES CATIÔNICOS TEM FRACO PODER DE DETERGÊNCIA, ENTRETANTO APRESENTAM PROPRIEDADES LUBRIFICANTES E GERMICIDAS.

! DETERGENTES NÃO IÔNICOS TEM BOM PODER DE DETERGÊNCIA COM BAIXA ESPUMAÇÃO.

! TENSOATIVOS CATIÔNICOS E ANIÔNICOS SÃO INCOMPATÍVEIS ENTRE SI.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


OUTRO EXEMPLO

INSUMOS PARA A PREPARAÇÃO DE SISTEMAS EMULSIONADOS

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


SISTEMAS EMULSIONADOS: É UM MEIO LÍQUIDO OU PASTOSO, MAIS OU MENOS HOMOGÊNIO NO QUAL SE ENCONTRA DISPERSO UM OUTRO LÍQUIDO, EM MINÚSCULAS GOTÍCULAS, MAIS OU MENOS REGULARES E UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS.

" EXEMPLO: LEITE DE VACAGOTÍCULAS DE GORDURA (FASE DISPERSA)ÁGUA (FASE DISPERSANTE)

" CLASSIFICAÇÃO

EMULSÕES: O/A (ÓLEO EM ÁGUA). EX. LEITE

A/O (ÁGUA EM ÓLEO). EX. MAIONESE

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


TAMANHO DAS PARTÍCULAS E SUA VISUALIZAÇÃO

MICROEMULSÕESTRANSPARENTE AZULADO50 µµµµm

LÁTEXLEITE AZULADO0,1 µµµµm

LEITEOPACO LEITOSO10 µµµµm

AREIA MUITO FINAPATÍCULAS VISÍVEIS150 µµµµm

EXEMPLOASPECTOØ MÉDIO DAS PARTÍCULAS

➨➨➨➨ EM GERAL, AS EMULSÕES SÃO BRANCAS, DEVIDO AO PEQUENO TAMANHO DE PARTÍCULAS DISPERSAS, QUE ASSIM REFLETEM TOTALMENTE A LUZ BRANCA.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


ESTABILIDADE: SEGUNDO STOKES, A ESTABILIDADE DE EMULSÕES É FUNÇÃO DOS SEGUINTES PARÂMETROS:

! TAMANHO DE PARTÍCULAS (Ø DAS GOTÍCULAS).

! VICOSIDADE DO MEIO DISPERSANTE.

! DIFERENÇA DE DENSIDADE DOS LÍQUIDOS EM PRESENÇA.

COMPONENTES:

FASE DISPESANTE ➜➜➜➜ LÍQUIDO NA MAIOR PROPORÇÃO.

FASE DISPERSA ➜➜➜➜ LÍQUIDO DISPERSO NA FORMA DE GOTÍCULAS.

FASE INTERFACIAL ➜➜➜➜ FORMADA POR UM (OU MAIS) AGENTE EMULSIFICANTE.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


EMULGENTES / TENSOATIVOS

! DIMINUEM A TENSÃO DE SUPERFÍCIE, FORÇA INERENTE ÀS PRÓPRIAS MOLÉCULAS E QUE SE MANIFESTA QUANDO EXISTE UMA SEPARAÇÃO DE DUAS FASES.

! PERMITEM UM MAIOR CONTATO DO LÍQUIDO COM O SUBTRATO –SÃO MOLHANTES.

! NORMALMENTE TEM A TENDÊNCIA A DAR ORIGEM A ESPUMAS ESTÁVEIS (INCLUSÃO DE AR).

! TENSOATIVOS PRIMÁRIOS SÃO OS QUE INTERFEREM DIRETAMENTE NA TENSÃO SUPERFICIAL, JÁ OS SECUNDÁRIOS INTERFEREM NA VISCOSIDADE.

➜➜➜➜ TENSOATIVOS NATURAIS: CASEÍNA, ALGINATOS, SAPONINAS, ETC.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


HIDROFILIA ➜➜➜➜ EQUILÍBRIO – HIDRÓFILO – LIPÓFILO.

GRIFFINS – HLB (HIDROPHILE – LIPOPHILE – BALANCE)

HLB TEM RELAÇÃO DIRETA COM A PARTE HIDROFÍLICA DA MOLÉCULA.

• PARA UMA FRAÇÃO HIDROFÍLICA ELEVADA TEMOS UM HLB ELEVADO.• PARA UMA FRAÇÃO LIPOFÍLA ELEVADA TEMOS UM HLB BAIXO.

HLB DE ALGUNS TENSOATIVOS

SPAN 60 4,7SPAN 20 8,6TWEEN 60 14,9TWEEN 80 15,0LAURILSULFATO DE SÓDIO 40,0

SPAN ➜➜➜➜ MONOPALMITATO DE SORBITANO.TWEEN ➜➜➜➜ MONOLAURATO DE SORBITANO POLIOXIETILENADO.

LIPÓFILOS

HIDRÓFILOS

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


! DETERMINAÇÃO DO HLB NECESSÁRIO

VALORES TABELADOS PARA DIFERENTES ÓLEOS, GRAXAS, ETC.

VALORES TABELADOS

ÁCIDO LÁURICO ➜➜➜➜ 16 POR EX.: 30% ÁCIDO LÁURICO X 16 = 4,8ÁCIDO OLÉICO ➜➜➜➜ 17 70% ÓLEO DE ALGODÃO X 6 = 4,2ÓLEO DE ALGODÃO ➜➜➜➜ 6 HLB NECESSÁRIO ➔➔➔➔ 9,0

DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE CONTRA TENSOATIVOS DE HLB CONHECIDOS.

MISTURA DE TENSOATIVOS

14,9100%-714,094%6%612,072%28%510,052%48%48,032%68%36,013%87%24,7-100%1

HLB CALCULADOTWEEN 60SPAN 60AMOSTRAS

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


CREMES COSMÉTICOS

• SECOS (EMULSÕES O/A) ➜➜➜➜ HIDRATAÇÃO

ÁCIDO ESTEÁRICO 7,0SOLUÇÃO NaOH 20% 2,0SOLUÇÃO KOH 20% 3,15PROPILENO GLICOL 3,0ÁGUA 63,85ÁCIDO ESTEÁRICO 13,0MIRISTATO DE ISOPROPILA 4,5ÁLCOOL CETÍLICO 1,0CONSERVANTE -PERFUME -

“CORPO” DEEMULSÃO

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________


CREMES COSMÉTICOS

• OLEOSOS (EMULSÕES A/O) ➜➜➜➜ UNTUOSIDADE

MISTURA DE ÉSTERES GRAXOS (HLB=4,5) 9,0LANOLINA 1,0ÓLEO MINERAL 8,0MIRISTATO DE ISOPROPILA 10,0ESTEARATO DE ALUMÍNIO COMPLEXO 0,1SULFATO DE MAGNÉSIO 0,2PROPILENO GLICOL 3,0ÁGUA 68,7CONSERVANTE -PERFUME -

EMULSIONADOR A/O

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

TPQ_oleos_3

Documents

Transcript of TPQ_oleos_3