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OBJETIVO DEGOMAGEM
•Produzir lecitina
•Preparar óleo degomado para transporte a longa distância
•Preparar o óleo degomado para refino físico
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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
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Composição média de lecitina de soja
Óleo de soja: 35%Fosfatidilcolina: 16 %Fosfatidiletanolamina: 14%Fosfatidilinositol: 10%Fitoglicolipídios: 17 %Carboidratos: 7%Umidade: 1%
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LECITINA DE SOJA Composição
Fonte: Catálogo Stern
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Molécula de Fosfolipídio
X
X
e Y
Y
Y
Z
Ácidos Graxos
Fonte: Lucas Meyer. Lecithin - Properties and Applications.
Base nitrogenada
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FosfolipídiosComposição molecular
Ácido Graxo
Cadeia contendo fósforo
Ácido Graxo
Grupo deGlicerol
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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
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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
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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
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Fosfolipídios: Grau de Hidratação Relativa
PC = 100PI = 44
PI (Ca++) = 24PE = 16
PE (Ca++) = 0,9PA = 8,5
PA (Ca++) = 0,6
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Fosfolipídios - Hidratação
Fonte: Lucas Meyer. Lecithin - Properties and Applications.
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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)
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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
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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)
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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
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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%
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Degomagem Enzimática
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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)
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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
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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
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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
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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
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USOS DE FOSFOLIPÍDIOS
• ALIMENTOS-ALIMENTOS INSTANTÂNEOS, PROD. PANIFICAÇÃO, CHOCOLATE, MARGARINA, DIETÉTICOS
• COSMÉTICOS• FARMACÊUTICOS- PARENTERAL / SUPOSITORIOS
/CREMES E LOÇÕES• TEXTIL• TINTAS• FITAS MAGNÉTICAS• COURO• INSETICIDAS
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FUNÇÕES FOSFOLIPÍDIOS
• AGENTE DISPERSANTE• EMULSIFICANTE• REDUTOR DE VISCOSIDADE• ANTIOXIDANTE• SUPLEMENTO ALIMENTAR• ESTABILIZANTE• PENETRANTE DE ÓLEO• ESTABILIZADOR DE ESPUMA
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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%
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DEGOMAGEM POR MEMBRANAS
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Princípio do funcionamento do processo de separação por membrana
ALIMENTAÇÃO
PERMEADO
CONCENTRADO
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Tipos de filtração
Filtração perpendicular
Filtração tangencial
Fluxo específico do filtrado
Espessura da torta
Fluxo específico do filtrado
Membrana
Tempo Tempo
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Processos de separação por membranas
Fonte: www.ensaie.unancy.fr/news/laitsante
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Processos de separação por membranas
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Processos de separação por membranas
Membran
a
ÁguaSais
Membran
a
ÁguaSais
Membran
a
Água
Açúcar
Proteína
Açúcar
Membran
a
ÁguaColóides
Proteína
OR NF
MFUF
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Classificação das membranas
• Estrutura Densa Porosa
• Material utilizado na produção poliméricos – (PVDF,PES, PS, etc.) não poliméricos -
Simétricas
Assimétricas
Cerâmicas
Metais
Grafite
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Classificação das membranas
Fonte: www.enq.ufsc.br/labs/labsem/labsem.html
Membrana assimétrica
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Membranas multicanais
Fonte: www.niroinc.com/html/filtration/flechnology.html
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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
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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
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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
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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
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Células de ultrafiltração utilizadas em ensaios
experimentais
HASEGAWA (2000) MOURA (2002)
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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