Processos produtivos de extração e refino

Por ser um país situado em uma região tropical, com temperaturas médias anuais e com altas taxas de luminosidade, o Brasil possui grandes vantagens na agricultura, apresentando uma vasta diversidade de oleaginosas com grande potencial econômico, estimulando assim o aperfeiçoamento de técnicas de extração (Stona, 2011).

A extração de óleos vegetais representa um ramo significativo na tecnologia das matérias graxas, tendo como principais finalidades a obtenção de um óleo sem alterações e impurezas, obtendo um máximo rendimento de acordo com a economia do processo. Diferentes processos de extração são utilizados: a artesanal ou industrial de forma mecânica, por solvente ou mista (Silva, 2012).

A prensagem mecânica consiste no método mais antigo de extração de óleo, é uma operação de separação de líquidos de sólidos pela aplicação de forças de compressão (Kartika et al, 2006). Existem dois tipos de extração por prensagem: a extração por prensas hidráulicas e por prensas contínuas. A prensa hidráulica é um equipamento composto por um pistão, acionado hidraulicamente, que comprime o material dentro de um extrator provido de orifícios de saída para o óleo prensado, em ciclos de tempo e pressões definidas. A operação

da prensa hidráulica pode ser manual ou motorizada, com movimentos ascendentes ou descendentes. O diâmetro e o comprimento do extrator irão influenciar na eficiência da prensagem (Carvalho, 2011). A prensagem hidráulica é indicada para operação com grãos ricos em óleo, sendo um processo frequentemente utilizado anteriormente à extração química. Uma das principais vantagens é a obtenção de um produto com suas características e propriedades naturais preservadas (Woerfel, 2006). A prensa contínua, tipo Expeller ou rosca helicoidal consiste em um eixo helicoidal feito sobre um eixo cônico suspenso por rolamentos. A extrusora é confinada dentro de um cilindro que possui o mesmo centro de rotação (Oyinlola et al, 2003). O parafuso helicoidal é responsável pelo prosseguimento do material dentro da estrutura cilíndrica, que convertem a semente em um fluxo de massa composto de torta e óleo, que por interferência do estrangulamento do eixo é responsável pela extração do óleo (Viana et al, 2010).

A extração química usa o princípio da afinidade interativa entre fases. Os elementos de uma fase sólida podem ser separados pela dissolução seletiva da parte solúvel do sólido através de um solvente adequado. Esta operação também é conhecida como lixiviação, lavagem ou extração sólido-líquido. O sólido deve estar bem pulverizado, de forma que o solvente entre em contato de forma integral (Foust et al, 1982). A solução obtida é denominada de miscela (óleo + solvente) que é removida do extrator e encaminhada a um evaporador para remoção do solvente.

O processo de extração sólido-líquido encontrou uso nas instalações onde a prensagem já era utilizada, pois utilizando uma pressão mais reduzida na extração mecânica era possível uma extração química em um menor tempo, assim como, a diminuição nos gastos com solventes. Independentemente da porcentagem inicial de óleo presente no material, o uso do solvente tem como principal vantagem a garantia de um desengorduramento completo, tendo um resíduo com menos de 1% de óleo (Oetterer et al, 2006). A extração por solvente é facilitada com a utilização de materiais com menor granulometria possível e temperatura próxima ao ponto de ebulição do solvente.

Para ser considerado perfeito, o solvente de extração deve possuir as seguintes características: ter alta solubilidade no óleo em baixas temperaturas; ter alta seletividade pela substância a ser extraída; ser inerte quimicamente, evitando reações paralelas e protegendo os equipamentos; ter baixa viscosidade e tensão de superfície para garantir boa percolação e umedecimento superficial; ser facilmente removido do farelo e do óleo, com baixa demanda energética; possuir baixo ponto de ebulição e baixo calor de evaporação; e ser pouco poluente. O hexano é o solvente mais utilizado industrialmente por atender a alguns requisitos: é

totalmente apolar, dissolve prontamente o óleo, baixo calor latente de ebulição e não ataca os aparelhos com os quais tem contato. Porém, o hexano também apresenta algumas desvantagens: explosividade, toxicidade e alta inflamabilidade. O etanol é uma das alternativas ao processo de extração, pois além de renovável, apresenta características que oferecem menores riscos operacionais do que o hexano como temperatura de inflamação e menor toxicidade (Bockisch, 2006).

O processo de refino é aplicado aos óleos brutos obtidos por prensagem ou por extração com solvente. Este óleo necessita de etapas posteriores de purificação ou refino para ser consumido ou usado para outros fins. Dentre os contaminantes podem-se citar os ácidos graxos livres, fosfolipídios como a lecitina que promovem emulsões estáveis com água, e tocoferol que confere odor e gosto extremamente desagradáveis. A primeira etapa, chamada de degomagem, consiste na retirada de fosfatídeos, proteínas e outras substâncias coloidais. Neste processo, adiciona-se água ao óleo bruto, que sofre leve aquecimento (aproximadamente 70 ºC) de 20 a 30 min. Neste processo, ocorre a hidratação do material coloidal, levando a formação de emulsões. A mistura obtida é centrifugada para a separação da fase aquosa contendo a lecitina do óleo. O óleo obtido após esta etapa é chamado de óleo

degomado. O óleo degomado é então encaminhado para a etapa de neutralização. Nesta etapa

é adicionada ao óleo uma solução aquosa de NaOH 5 %, que reage com os ácidos graxos livres para formar sabões. Em seguida, a mistura passa por um processo de centrifugação, que separa os sabões formados (borra) do óleo. O óleo resultante desta etapa é chamado de óleo

neutralizado. A etapa seguinte é chamada de desodorização com a remoção de substâncias

que causam o mau odor do óleo bruto, como aldeídos, cetonas, ácidos graxos oxidados e, principalmente, o carotenóide chamado tocoferol (vitamina E). Neste processo, conhecido como arraste a vapor, o óleo passa em contracorrente com vapor de água. Durante este contato, o vapor retira as substâncias que conferem odor ao óleo. A última é a etapa de clarificação ou branqueamento. Nesta etapa são removidos os compostos solúveis (corantes) que conferem cor ao óleo através da adsorção destes na superfície de uma mistura de carvão ativado e de argilas naturais conhecidas como terra clarificante. Pequenas quantidades de água remanescentes das etapas posteriores podem interferir no processo de braqueamento, pois podem “bloquear” a superfície da terra de clareamento e reduzir sua eficiência. Assim, o óleo desodorizado deve passar por uma etapa de secagem antes de ser submetido ao processo de clarificação. Para tal, o óleo permanece durante 30 min aquecido e sob baixa pressão (vácuo). Em seguida, a este óleo seco é adicionada a terra clarificante, deixando-se a mistura durante

20 a 30 minutos sob agitação, quando é então filtrada em um filtro-prensa (Ramalho & Suarez, 2013).