TECNOLOGIA DE PROCESSAMENTO DE LEOS E

GORDURAS VEGETAIS E DERIVADOS

Engo Renato Dorsa 3a edio

Westfalia Separator do Brasil Ltda.

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TECNOLOGIA DE PROCESSAMENTO DE LEOS,

GORDURAS VEGETAIS E DERIVADOS

Relao de itens abordados:. Pgina

Prefcio 3 Processo de Obteno de leos e Gorduras Vegetais 4 Decanters para a Clarificao de leos de Prensagem 13 Planta para Extrao de leo de Soja 22 Degomagem 28 Neutralizao de leos Comestveis 39 Clculo de Dosagens no Refino - Sistemas de Dosagem 61 Reduo do Consumo de gua de Lavagem 66 Winterizao 76 Ciso de Borra 88 Perdas no Processo Tratamento dos Efluentes 92 Branqueamento Contnuo 101 Desodorizao 115 Recuperao de Calor em Desodorizadores 128 Recuperao de cidos Graxos - Tocoferis 134 Sistemas de Vcuo no Poluentes 139 Hidrogenao 153 Fracionamento 170 Interesterificao 177 Lecitinas 202 Margarinas e Cremes Vegetais 211 Maionese 222 Protena de Soja 228 leo de Soja Epoxidado 252 Estimativa de Custo para Processamento de Soja 257 Diversos - Dados Tcnicos, Tabelas e Grficos 274

PREFCIO DA 3A. EDIO

A partir de 1993 a Westfalia Separator do Brasil, que j fornecia plantas completas de neutralizao desde 1974, atendendo a solicitao do mercado brasileiro c, comeou a atuar no fornecimento de refinarias completas na modalidade turn-key. Em funo disto foram preparados artigos tcnicos especficos para apresentao dos processos envolvidos.

Este livro procurou agrupar o material de divulgao utilizado em palestras de treinamento e seminrios dados pela Westfalia Separator.

Esta a terceira reviso deste trabalho onde tentamos incorporar os assuntos que mais despertam interesse dos clientes.

Mais uma vez recomendamos a leitura do livro: Pratical Handbook of Soybean Processing and Utilization de D. R. Ericson, Editor - publicada em 1995 por AOCS PRESS e United Soybean Board, de onde alguns artigos tiveram origem.

Agradecemos a colaborao e autorizao dada pelo engenheiro Klauss Peter Eickhoff, responsvel pela rea de leos Vegetais da Westfalia Separator Alemanha, pelo eng. Srgio Bloch da Westfalia Separator Argentina, pelo eng. Frank Weldkamp, diretor tcnico da Lochen, Klaus Weber, ex-diretor da Extraktionstechnik e Krupp e, mais recentemente, ao Eng. Holger Kirschbaum da LURGI - Life Science Division - Alemanha para a incluso e divulgao de literatura tcnica de autoria prpria assim como material tcnico interno destas tradicionais companhias.

TECNOLOGIA DE PROCESSAMENTO DE LEOS E GORDURAS VEGETAIS

PROCESSO DE OBTENO DE LEOS E GORDURAS VEGETAIS

I. Introduo:

As sementes de modo geral contm maior ou menor quantidade de leo em sua composio.

Dada a importncia dos leos vegetais na dieta humana, alm das inmeras aplicaes industriais dos mesmos, foram desenvolvidos processos de extrao e purificao destes leos.

O processo completo consta de duas etapas:

a.) extrao; b.) refinao.

Estas etapas podem ser executadas em unidades fabris conjugadas ou independentes, dependendo somente de aspectos econmicos relativos s fontes de matria-prima e dos centros consumidores.

O processo aqui descrito tem como base a soja, mas vlido para a maior parte das sementes oleaginosas comerciais (algodo, amendoim, palma, babau, milho, girassol, canola, etc.).

II. O Processo de Extrao:

As sementes oleaginosas so constitudas por uma parte fibrosa e outra oleosa. Na soja, a fibra constitui cerca de 80%, e a parte oleosa 20%. Alm disso, o gro de soja tem parcela de umidade de 12 a 15%.

A unidade de extrao constituda de:

II.1. Recebimento / Secagem / Estocagem:

Visto que a colheita de gros sazonal, com poca determinada pelo clima da regio produtora, todo o produto a ser trabalhado no ano recebido e armazenado durante um curto perodo do ano.

Para que o produto no sofra deteriorao, deve ser seco at uma umidade pr-determinada, para ser armazenado sob condies controladas (para a soja: 12%).

A secagem feita normalmente em secadores verticais tipo cascata, com utilizao de gs quente de combusto.

Quando se recebem gros muito midos, devido a chuvas na poca da colheita, torna-se necessria a re-secagem ou seja o gro seco, fica armazenado em silos verticais durante um determinado perodo para que se tenha uma migrao da umidade para a superfcie do gro e a mesma se estabilize. Em seguida o gro novamente seco at a umidade desejada e s ai armazenado.

II.2. Pr-limpeza:

Dependendo do teor de impurezas presentes na semente, torna-se necessria a pr-limpeza antes da armazenagem, a fim de proteger os equipamentos da ao erosiva de areia e pedras, e eliminar contaminantes (por exemplo, sementes de gramneas) que possam prejudicar a qualidade do produto. tambm necessrio remover os gros quebrados para evitar aquecimento durante a armazenagem, decorrente da oxidao. A pr limpeza feita nas denominadas peneiras catadoras de pedras (por diferena de peso) e nas peneiras classificadoras (por diferena de tamanho).

II.3. Preparao:

A preparao da semente para a extrao pode variar bastante em funo da matria-prima. Vamos descrever o processo utilizado para soja em vista da relevncia atual desta matria-prima.

A soja passa inicialmente por moinhos quebradores (similares aos utilizados para moagem de trigo), onde reduzida, na primeira passagem a 1/2 gro, e na segunda passagem a 1/4 de gro.

Quando se deseja produzir um farelo de alto teor protico (HIPRO) ou para preparar o farelo para a produo de protena isolada de soja, feita a separao de casca entre a primeira e segunda quebra, atravs de separadores por aspirao tipo cascata e novamente, aps a segunda quebra, uma nova separao de casca.

A seguir, a soja quebrada passa por uma peneira com aspirao, onde so separados os finos (p) e a casca residual (por aspirao).

O gro partido posteriormente aquecido em cozinhadores at 60o Celsius e aps, laminado em lminas com espessura de 0,2 mm. Este material j pode ser enviado etapa de extrao.

Para melhorar a capacidade de extrao por solvente, utilizada a tcnica de expandir a massa laminada. Isto feito com a utilizao de um expansor de gro, baseado no equipamento da Andersen (desenvolvido inicialmente para gemem de milho).

O equipamento consta basicamente de uma rosca extrusora com injeo de vapor. Esta rosca comprime a massa laminada contra uma placa perfurada, promovendo uma compactao seguida de expanso, transformando os flocos em pellets esponjosos.

Esta massa tem maior densidade aparente e maior capacidade de percolao, aumentando pois a capacidade do extrator. A massa a seguir seca e resfriada at a temperatura de 50o Celsius.

II.4. Extrao Propriamente Dita:

II.4.1. - Extrao por solvente:

A extrao por solvente composta de:

Unidade de extrao de leo com solvente (hexana); Unidade de evaporao do solvente da miscela (= leo + solvente); Unidade de dessolventizao do farelo; Unidade de condensao de hexana; Unidades complementares.

a.) Unidade de Extrao:

Atualmente as unidades de extrao trabalham todas de forma contnua.

Constam basicamente de uma tela filtrante sob a qual depositada a massa, chuveiros de hexana/miscela na parte superior, e receptores na parte inferior para coleta da miscela.

Os mais comuns atualmente so do tipo esteira contnua, com ou sem caambas (Lurgi, De Smet, Crown), ou do tipo Rotocel/Carrossel (EMI, Krupp, French).

Para melhor efeito de extrao, a miscela segue em contra corrente com a massa, ou seja, a miscela mais concentrada lava a massa com maior teor de leo. A miscela com baixa concentrao lava a massa com menor teor de leo, sendo que a massa sada do extrator lavada com hexana pura.

O farelo no deve conter mais que 1% de leo aps a extrao.

b.) Unidade de Evaporao:

A miscela concentrada passa pela unidade de evaporao, onde feita a separao do leo da hexana. constituda de evaporadores tubulares verticais aquecidos a vapor.

c.) Unidade de Dessolventizao:

O dessolventizador tem por finalidade eliminar toda a hexana absorvida pelo farelo, tostar o farelo de forma a diminuir sua atividade uretica, e finalmente resfri-lo, estabilizando sua umidade (na faixa de 12%).

composto por diversos estgios sobrepostos, por onde o farelo passa em fluxo descendente ou em unidades separadas.

Os estgios so dotados de camisa de vapor e fundos duplos, nas etapas de dessolventizao, tostagem e secagem, alm da injeo de vapor vivo e de injeo de ar frio na etapa de resfriamento.

A passagem entre estgios feita atravs de bocais, e a movimentao interna por eixo dotado de raspadores em todos os estgios.

O processo controlado de forma a evitar que o excesso de temperatura prejudique a qualidade do farelo, diminuindo o ndice de protena dispersvel (IPD).

d.) Unidade de Condensao de Hexana:

Compe-se de condensadores tubulares resfriados gua (ou a ar), que tem por funo recuperar a hexana evaporada nos estgios de evaporao e dessolventizao. A aspirao dos gases provenientes do extrator e do dessolventizador feita por sistema de vcuo por ejetores a vapor situados aps a unidade de condensao.

O consumo de hexana no processo no deve superar 1 litro/ton. de soja.

FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO DO PROCESSO DE EXTRAO DIRETA

1 - Secagem 2 - Armazenagem 3 - Pr-limpeza 4 - Moinhos quebradores 5 - Condicionador 6 - Laminador 7 - Extrator 8 - Dessolventizador tostador 9 - Destilao 10 - Degomagem

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10

II.5. Unidades Complementares:

Com a finalidade de melhorar a qualidade do leo, existem unidades complementares extrao, como por exemplo as sees de filtrao de miscela e degomagem do leo bruto.

A filtrao de miscela tem por finalidade eliminar as farinetas que passam pelo piso ou esteira filtrante do extrator e ficam na miscela. Estas farinetas, durante a evaporao, se incrustam nos evaporadores o que dificulta o processo tornando necessrio o aumento da temperatura dos mesmos. Isto, alm de dar cor mis intensa ao leo, faz com que a qualidade tanto do leo como da lecitina seja piores.

A degomagem tem por finalidade a extrao da lecitina do leo. A lecitina um agente emulsificante que prejudica a qualidade do leo e dificulta o processo de refinao do mesmo.

Sua separao feita por hidratao com gua quente e separao por centrifugao sendo que o leo degomado deve ser seco a vcuo e resfriado para armazenagem ou transporte.

A lecitina extrada pode ser adicionada ao farelo ou seca em evaporadores de tambor rotativo ou de superfcie raspada para utilizao comestvel ou farmacutica.

O teor de gomas no leo, aps degomagem, deve situar-se na faixa mxima de 10 a 15 p.p.m., dependendo do teor de fosfatdeos no hidratveis contidos no leos

Nota: Em vista do trabalho com hexana na extrao, extremamente importante o aspecto de segurana na planta, que deve ser levado em conta em todas as fases, do projeto operao.

III. Processamento atravs de pr prensagem

O mtodo clssico de extrao direta por solvente utiliza moinhos quebradores de eixo flutuante e moinhos laminadores para o pr tratamento antes da extrao.

Adicionalmente expanders so integrados ao processo de pr tratamento de forma a obter-se um aumento de capacidade de produo na planta.

A aplicao de expander melhora a percolao do material no extrator e reduz a reteno de hexana aps a extrao.

Alm disso, vapor direto que injetado no expander deve ser condensado e subseqentemente eliminado. Isto requer considervel consumo de energia e custos, que devem ser avaliados.

Alto contedo de gua na extrao pode resultar em alto contedo de leo no farelo.

Para sementes com alto teor de leo como girassol, algodo, canola, oliva, utilizado o processo de pr prensagem onde boa parte do leo extrado mecanicamente. Mesmo para a soja este processo pode ser utilizado apesar da pouca quantidade de leo que extrada nesta etapa.

A semente alimentada na prensa foi previamente limpa e pode ser aquecida a temperatura de 80oC. Na mquina a presso e as foras do trabalho mecnico pr tratam de tal forma que a extrao por solvente que se segue reduz o contedo de leo para um valor mnimo.

Alm disso uma parte significativa do leo extrada mecanicamente no pr tratamento o que favorece os resultados do pr tratamento mecnico da semente. O processo no adiciona vapor na mquina.

Pelo trabalho mecnico a semente que alimenta a mquina aquecida e portanto a torta deve posteriormente ser resfriada a cerca de 60oC para que no produza evaporao de hexana no extrator. A geometria da rosca da prensa faz com que o produto conformado na sada da mquina tenha uma grande superfcie.

Uma parte da umidade presente nos gros de soja evaporada por descompresso na sada da rosca de forma que os poros das clulas so abertos para a subsequente extrao por solvente.

A temperatura da semente alimentada na mquina decisiva para o consumo de potncia (consumo especfico por tonelada). Se a torta for usada como rao para aves (com alto teor de leo sem se efetuar a extrao por solvente), a atividade uretica deve ser reduzida antes da prensa. A maior temperatura resultar tambm num menor consumo especfico de potncia.

Se a prensa for utilizada como unidade de preparao substituindo os moinhos quebradores e laminadores, a semente deve ser alimentada levemente aquecida de forma a criar altas foras de cizalhamento e atingir um melhor grau de preparao.

FLUXO DE MATERIAL PARA PROCESSAMENTO EXTRAO DIRETA PR PRENSAGEM

EXTRAO DIRETA

EXTRAO

AO DESSOLVENTIZADOR

EVAPORAO DE MISCELA

PR PRENSAGEM

AO DESSOLVENTIZADOR

EVAPORAO DE MISCELA

EXTRAO

PRENSA

hexana material slido

leo gua

DECANTER

HEXANA PREPARAO

DECANTERS PARA A CLARIFICAO DE LEOS DE PRENSAGEM

I. Sistema de tratamento para leos de prensagem

Em plantas modernas a extrao continua de leos de sementes consiste normalmente de uma combinao de prensagem e extrao por solventes. As sementes so inicialmente prensadas ate um certo teor de leo e a seguir extrado por solvente at um teor residual de aproximadamente 1% de leo no farelo.

A aplicao do decanter para clarificao do leo de prensagem atinge os objetivos de operao contnua e alta economia. Instalaes de decanter para clarificao do leo de prensagem cumprem sua tarefa de forma mais simples que instalaes com filtros.

Caractersticas das instalaes com decanter

Esta instalao para clarificao de leo de prensagem com descarga contnua de slidos oferece as seguintes vantagens:

Alta economia Reduo do volume de resduo a ser disposto Economia de espao de estocagem para o bolo do filtro Baixos custos de operao e manuteno Drstica reduo no espao requerido quando da aplicao dos decanters Menores perodos de retorno de investimento Efeito de auto limpeza devido a descarga contnua de slidos Operao simples Trabalho e custos de limpeza desnecessrios Rpido ajuste dos parmetros da mquina em caso de alteraes de produto e processo Modo de operao contnuo e automtico

II. Extrao e clarificao de leos de prensagem

Viso geral do processo

A extrao do leo das sementes normalmente feita em dois estgios: as sementes so inicialmente pr-prensadas seguido da extrao do leo residual da torta. Aps descascamento, quebra e condicionamento, a semente oleaginosa continuamente transportada para a prensa de operao continua.

EXTRAO POR PRENSAGEM E CLARIFICAO DO LEO DE PRENSAGEM

(*) torta enviada para a extrao por solvente (**) material slido retornado para o condicionador

peneira

silo

moinho quebrador

condicionador

prensa

tela vibratria

trocador de calor trocador de calor

tanque de reteno

decanter

trocador de calor

secador

sistema de vcuo

slidos do decanter **

leo seco

torta *

slidos **

gua quente

O leo extrado na prensa inicialmente pr clarificado em uma tela vibratria. O material separado na tela (grosso) pode ser reenviado a prensa ou adicionado aos slidos do decanter.

Para facilitar a separao das impurezas remanescentes vantajosa a adio de gua quente. O volume depende basicamente do teor de slidos do lquido que passou pela tela. aproximadamente de 1% da vazo da bomba. A temperatura da gua a ser adicionada deve ser de aproximadamente 95 graus centgrados.

A bomba, com variao contnua de velocidade, protegida contra desgaste envia a mistura ao trocador de calor. Aqui a mistura aquecida a uma temperatura de no mnimo 95 graus atravs de vapor. A mistura pr-tratada enviada ao tanque de contato.

A adio previa de gua ajuda a separao dos slidos finos que ento podem ser separados a seguir no decanter. Os slidos separados so normalmente transportados atravs de um transportador tipo rosca sem fim para a extrao por solvente.

O teor residual de slidos no leo clarificado inferior a 0,5 % em volume. Afim de reduzir o contedo residual de gua, a fase do leo clarificado enviada sob presso em sistema fechado, atravs de um trocador de calor ao secador a vcuo. A secagem do leo para subsequente estocagem recomendada afim de prevenir a ps-separao das gomas residuais e o aumento excessivo da acidez.

III. Mquinas e equipamentos para a clarificao de leos de prensagem

DECANTERS

O decanter uma centrfuga horizontal com transportador tipo rosca, com tambor cilindrico-cnico de parede fixa, para a separao contnua de slidos em suspenso.

O produto a ser processado entra na cmara de separao do tambor atravs do tubo central de alimentao; ento acelerado at a velocidade de operao. A fora centrfuga faz com que as partculas solidas se depositem na parede do tambor em um tempo muito curto.

O tambor tem uma forma cilindrico-cnica. Esta forma foi escolhida pois a seo cilndrica bastante adequada para a clarificao do lquido e a seo cnica do tambor adequada a secagem dos slidos.

A rosca sem fim gira a uma velocidade que ligeiramente superior a velocidade do tambor e transporta continuamente os slidos separados para a extremidade mais estreita do tambor. Devido a forma cnica do tambor, os slidos so separados do lquido e todo lquido do slido removido quando os slidos passam pela "zona de secagem" que no est em contato com o lquido.

Os slidos so finalmente descarregados na cmara de coleta da carcaa atravs de aberturas no fundo do tambor. O lquido flue atravs das espirais da rosca at a outra extremidade do tambor (em contra corrente).

As impurezas leves, ainda remanescentes no lquido, so separadas por forca centrifuga no momento em que passam pela "zona de clarificao" e ento transportadas pela rosca aos "orifcios de descarga de slidos" juntamente com os slidos coletados na regio de admisso.

O lquido clarificado descarregado da cmara de separao atravs de um disco de regulagem intercambivel. O lquido coletado por um rodete (bomba centrpeta) que mergulha no lquido em rotao em uma cmara separada do tambor e descarrega o lquido sob presso.

A capacidade do decanter depende da facilidade com que o produto pode ser clarificado, da concentrao de slidos contidos no produto, da umidade residual requerida na descarga de slidos e o contedo mximo permissvel de slidos no lquido clarificado. A mquina pode ser ajustada para atingir o melhor das condies requeridas.

O decanter acionado por um motor trifsico de baixo nvel de rudo. Um acoplamento hidrulico ajustvel reduz a corrente de partida. Correias so utilizadas para a transmisso de potncia. A rosca acionada atravs de correias e engrenagem tipo ciclo (ciclo-redutor).

O sistema de monitorizao do ciclo-redutor de acionamento assegura operao livre de qualquer problema. O acionamento (motor e acoplamento) instalado no decanter de forma compacta: tambm isolado contra vibraes.

Um tipo diferente de acionamento utilizado dependendo do tipo de decanter e do tipo de aplicao. Isto pode ser ilustrado atravs de dois exemplos:

O decanter com rosca de acionamento hidrulico disponvel como verso especial. Esta verso e recomendada quando uma concentrao uniforme de slidos deve ser atingida na fase de descarga de slidos em conjunto com flutuaes de produo.

Com sistema de duplo acionamento o motor principal aciona o tambor e a carcaa do ciclo-redutor primrio. Um ciclo-redutor secundrio adicional e um motor secundrio permitem medio automtica do torque e controle da velocidade diferencial.

Este tipo de acionamento recomendado:

Se a umidade residual na descarga de slidos do decanter deve ser mantida num valor mnimo.

Se a instalao deve trabalhar prximo do valor mximo da capacidade de descarga de slidos em conjunto com mnima velocidade diferencial.

Se um contedo uniforme de slidos na descarga deve ser atingido em conjunto com flutuaes de produo.

Se uma capacidade de produo maior que a conseguida com acionamento standard do decanter deve ser atingida.

Dados da mquina:

A escolha do desenho mais adequado do tambor depende da caracterstica do produto, da eficincia requerida de clarificao, do grau de secagem e da capacidade de produo.

Os seguintes fatores afetam a operao dos decanters: Velocidade do tambor Desenho do tambor (cone reto, tambor de cone escalonado) Desenho da rosca (passo e nmero de fios) Velocidade diferencial Ajuste do dimetro do disco de regulagem (zona de secagem longa ou curta) Zona de alimentao (deslocamento do tubo de alimentao).

DECANTER CLARIFICADOR

1 - Alimentao de produto a ser clarificado 2 - Sada da fase leve (lquida) 3 - Sada da fase pesada (slida)

SECADOR A VCUO

Sistemas de secagem encontram aplicao na evaporao da umidade residual do leo de prensagem clarificado. O corao da planta um secador de filme fino em que o leo a ser seco flue atravs de uma vlvula de contra presso. Esta vlvula fecha imediatamente quando cessa o fluxo de leo, afim de prevenir a queda do vcuo no secador.

Afim de facilitar a evaporao otimizada da umidade do leo, o mesmo flue em filme fino atravs de diversas cascatas. O leo seco descarregado do secador atravs de uma bomba auto escorvante em que parte do fluxo reciclado. O secador equipado com visor para inspeo visual do nvel de leo. O vcuo produzido ou por um sistema de vcuo multi-estgio a vapor com condensador de contato direto ou por bomba de vcuo de anel lquido com pr-condensador de superfcie.

TAMBOR

ROSCA

1

2

2

3

3

Caractersticas: Operao contnua Evaporao otimizada da umidade residual No h oxidao.

IV. Clarificao de leo de palma

O leo de palma extrado de cachos de frutos frescos da palmeira existente principalmente na Malsia, frica e Amrica do Sul. A tecnologia de esmagamento envolve esterilizadores, digestores e prensas de rosca helicoidal.

Nos ltimos anos novas tecnologias baseadas em decantadores centrfugos tem sido introduzidas com o propsito de aumentar a tecnologia de extrao no que diz respeito a eficincia, qualidade , simplicidade e poluio.

Com a introduo do processo de clarificao direta o estgio de clarificao foi simplificado e adicionalmente a quantidade de gua efluente reduzida assim como a DBO (demanda bioqumica de oxignio) do efluente drasticamente reduzida.

VANTAGENS DO PROCESSO DE CLARIFICAO DIRETA

O novo sistema oferece as seguintes vantagens:

1. Economia na operao e manuteno dos separadores de lodo visto estes no serem necessrios.

2. Reduo do tamanho do estgio de clarificao (economias no investimento em edificaes e estruturas).

3. Reduo em geral dos slidos orgnicos no efluente. A DBO reduzida por exemplo de 30.000 para 10.000. A quantidade de lodo em kg drasticamente reduzida. Portanto uma significativa reduo no investimento em tratamento de efluentes da planta pode ser esperada.

4. Operao simples no estgio de clarificao pois no so necessrios tanques de decantao.

5. No necessrio gua de diluio no estgio de clarificao. 6. Diminuio das perdas por no necessidade de limpeza dos separadores. 7. tempo de contato entre o leo de palma quente e o ar/gua reduzido, o que evita o

aumento da acidez.

DESCRIO DO SISTEMA

Embora diferentes configuraes sejam possveis, nossa experincia e discusses com os maiores consultores sobre leo de palma e tcnicos de esmagamento resultaram no processo descrito abaixo. Veja descrito no fluxograma anexo:

leo bruto vindo da prensa passa atravs de uma tela vibratria de onde bombeado atravs de um hidrociclone separador de areia para o decanter de 3 fases.

decantes separa o leo bruto em leo e lodo e aos mesmo tempo remove uma quantidade substancial de slidos.

leo purificado em centrifugas auto limpantes na forma usual e em seguida seco a vcuo e enviado aos tanques de estocagem.

No lodo apenas uma quantidade insignificante de leo transferido para o sistema de tratamento de gua efluente passando antes por um tanque de segurana (para recuperar eventuais perdas de leos de vazamentos ou limpeza da planta).

Os slidos (torta) transportada e adicionada ao resduo slido da extrao para disposio.

DECANTER WESTFALIA

Os modelos Westfalia mais utilizados para leo de palma so:

para 15 a 20 ton/h de cachos frescos para 30 a 40 ton/h de cachos frescos

As caractersticas dos decanters Westfalia permitem que os mesmo mantenham alta eficincia mesmo em baixas velocidades. Graas a isto, graas a sua construo reforada e proteo contra desgaste garantido um longo tempo de trabalho de 10 a 20 mil horas entre manutenes gerais.

A proteo contra desgaste do tipo soldado o que permite ser feito o reparo das roscas localmente.

Adicionalmente os decanters Westfalia podem ser fornecido com sistema de duplo acionamento o que faz com que o equipamento possa operar com maior eficincia em qualquer circunstncia.

DESEMPENHO DOS DECANTERS WESTFALIA

Lodo de sada do decanter contem menos de 1% de leo o que significa que as perdas de leo sejam inferiores a 0,5% com base na capacidade em cachos de frutos frescos.

Reduo do contedo de slidos na fase aquosa maior que 50%. A torta contm menos que 80% de gua e menos que 2% de leo (menos que 10% base

seca) o que significa menos de 0,15% com base na capacidade em cachos de frutos frescos.

A capacidade de cada decanter suficiente para cobrir uma vazo de at duas vezes a vazo nominal ou seja, um decanter pode substituir duas mquinas se eventualmente necessrio, no trabalho com eficincia reduzida. Isto significa que a plena capacidade de esmagamento pode ser mantida mesmo quando um dos equipamentos esteja em manuteno.

CLARIFICAO DE LEO DE PALMA

QUALIDADE DA MATRIA PRIMA

A concentrao de impurezas do leo bruto, assim como a dificuldade de sua remoo dependem da qualidade da matria prima oleaginosa, das condies de estocagem da semente, das condies de extrao e das condies de estocagem do prprio leo bruto.

De um modo geral, a deteriorao oxidativa do leo na semente evolui de forma paralela a sua degradao. Ambos os fenmenos so provocados por atividade enzimtica que intensificada em determinadas condies de manuseio e estocagem de matria prima.

o que acontece por exemplo com umidade acima de 13% em temperatura elevada.

Da mesma forma, gros avariados e quebrados aumentam a atividade enzimtica prejudicial qualidade do leo.

Como resultado o leo bruto apresentar elevada acidez livre, elevados ndices oxidativos e elevado contedo de gomas no hidratveis. Um leo bruto com estas caractersticas

Cachos de frutos tanque intermedirio hidrociclone

tela vibratria

decanter

leo clarificado (para a secagem)

centrfuga clarificadora

gua slidos

areia

slidos

areia

gua

leo

tanque aquecedor

difcil de ser degomado. O leo refinado resultante pode ter sua qualidade comprometida, especialmente a estabilidade.

Em casos mais extremos de deteriorao, so necessrias condies mais enrgicas de refinao que podem compensar apenas parcialmente a qualidade inferior do leo bruto, com as correspondentes perdas adicionais de refino.

Tambm as condies climticas desfavorveis podem levar a colheita de soja imatura: o leo bruto correspondente se caracteriza por um alto contedo de ferro, clorofila e cidos graxos oxidados e muito difcil de ser degomado.

As impurezas contaminantes da soja gramneas em geral tambm contribuem para o aumento das impurezas do leo bruto, particularmente a clorofila e produtos de oxidao.

O quadro abaixo apresenta um resumo dos vrios fatores acima mencionados que influem na qualidade do leo bruto.

FATORES Aumento de: Impurezas produtos de oxidao, clorofila Gros imaturos clorofila, ferro Gros avariados ou quebrados (carga, transporte, descarga)

acidez, gomas no hidratveis, produtos de oxidao

Estocagem (tempo, temperatura, umidade)

acidez, gomas no hidratveis, produtos de oxidao

PLANTA PARA EXTRAO DE LEO DE SOJA

1. Introduo

A planta descrita neste captulo (ver Fig. 1) projetada para produzir leo bruto, farelo de alto teor protico, lecitina bruta e cascas torradas de soja

O leo de soja bruto fornecido a refinarias; o leo refinado usado na culinria, saladas e em margarinas, maionese e gorduras. Farelo de alto teor protico fornecido para fabrica de raes e utilizado em rao animal. Farelos de alto ndice de protena dispersvel e baixa contaminao bacteriolgica podem ser usados para produo de protena texturizada, concentrada ou isolada que so formuladas em alimentos para consumo humano. A lecitina utilizada como emulsificante em margarinas, chocolates, biscoitos, achocolatados e outros produtos. Cascas so vendidas para fbricas de raes e incorporadas como fibras em raes.

2. Tamanho do mercado

O consumo anual de leo de soja se situa entre 26 kg/capita nos Estados Unidos, 17 kg/capita no Brasil, at 6 kg/capita na China.

(A produo de soja nos Estados Unidos na safra 93/94 foi de quase 50 milhes de toneladas e o consumo de leo de aproximadamente 6 milhes. A produo de leo de soja no Brasil neste mesmo perodo foi de pouco mais de 24 milhes de toneladas).

3. Consideraes Econmicas

Uma planta de extrao de leo com capacidade de 2.000 ton/dia tem um custo operacional de aproximadamente US$15/ton; representa um alto custo de investimento, pois requer que todo o equipamento eltrico seja a prova de exploso devido aos vapores altamente explosivos de hexana, sempre presentes na rea de processo. Todos os equipamentos devem atender a NFPA Classe II, Diviso 1 ou NP65 Standards.

O custo dos equipamentos apresentado na Tabela 2. A planta requer operadores treinados e um bom sistema de controle para minimizar o perigo do uso do solvente (hexana) e para garantir que os consumos e garantias necessrios operao econmica da planta e custo de produo sejam atingidos.

Os pontos chave que afetam a lucratividade na operao so:

- preo da soja - custo do transporte - preo da eneregia eltrica - custo do combustvel - custo da hexana

As utilidades requeridas so leo combustvel, gua e energia eltrica, como mostrado na Tabela 3.

O processo gera 2.000 m3 de efluente lquido por dia, a 50oC. A gua se apresenta com cor acastanhada e pode conter 100 mg/l de slidos em suspenso, 50 mg/l de leo e 500 mg/l de DBO5. Este efluente tratado no sistema de tratamento de gua includo no projeto.

Tabela 1. Custo da planta Edificaes e instalaes auxiliares* 10.000.000 Instalaes de estocagem 15.000.000 Equipamentos e instalaes equipamentos (custo CIF) 8.100.000 Fretes 100.000 montagem mecnica 400.000 instalaes hidrulicas 800.000 instalaes eltricas 600.000 Detalhamento do projeto fluxogramas e lay-out de equipamentos 400.000 especificaes e desenhos eletromecnicos 250.000 comissionamento e treinamento 150.000 engenharia civil e gerenciamento da construo 50.000 gerenciamento do projeto 150.000

Custo total da planta, exceto terreno 36.000.000 *Incluindo: subestao eltrica, tratamento de gua, gerador de vapor, tratamento de efluentes, estocagem de combustvel, oficinas de manuteno, laboratrio de controle de qualidade.

O custo dos equipamentos principais (US$ 8.100.000) est descrito e valorizado individualmente na tabela 2, apresentada a seguir.

Tabela 2. Custo dos equipamentos Item Equipamento Preo US$

1 tombador de caminhes 150.000 2 secagem 900.000 3 pr-limpeza 900.000 4 ressecagem 700.000 5 limpeza 150.000 6 quebra 150.000 7 descascamento 800.000 8 condicionamento 150.000 9 laminao 500.000 10 extrao 700.000 11 recuperao de solvente 650.000 12 dessolventizao/secagem/resfriamento 700.000 13 peletizao de farelo 400.000 14 carregamento a granel de farelo 150.000 15 degomagem do leo 300.000 16 secagem de lecitina 250.000 17 equipamento de transporte 200.000

Total F.O.B. 7.750.000 Frete at porto de embarque + containers 100.000 Frete martimo e seguro 250.000

Total CIF no destino 8.100.000

Os custos mais elevados de operao so os relativos prpria soja e ao leo combustvel como mostrado na Tabela 4.

A planta requer uma construo de aproximadamente 3.000 m2, e um terreno no urbano de aproximadamente 50.000 m2.

4. Impacto social

Esta planta ir empregar na rea produtiva cerca de 63 pessoas:

30 operadores no especializados 6 operadores especializados 13 mecnicos e eletricistas de manuteno 3 tcnicos de controle de qualidade 9 supervisores 1 gerente 1 superintendente mais o pessoal administrativo e de contabilidade requerido pela empresa.

5. Bases do projeto da planta

Esta planta foi projetada para processar 2.000 ton de soja/dia contendo 18% de leo, 12% de umidade, 15% de gros danificados. Ir produzir 1.600 ton/dia de farelo com 44% de protena ou 1.440 ton/dia de farelo com 49% de protena ou o equivalente a 1.200 ton/dia de protena concentrada a 85%, 340 ton de leo bruto de soja, 14 ton de lecitina bruta, 160 ton de cascas.

Tabela 3. Utilidades Item Equipamento gua Combustvel Solvente Energia

m3/h (leo) (hexana) (eltrica)

20oC MJ/h kg/h kWh 1 caldeira 60,0 66.500 2 torre resfriam. 3 extrao 100 4 processo 0.8

Total 60,8 66.500 100 2.500

Tabela 4. Custos de operao - Base: 7.200 horas por ano; capacidade anual de processamento de 600.000 ton. de soja.

Item Consumo por hora

Custo $ / ano

Custo $ / ton soja

soja 83,4 t 144.000.000 240 combustveis 66.500 MJ 4.800.000 8,0 energia eltrica 2.500 kW 1.800.000 3,0 gua 60 m3 432.000 0,7 hexana 100 kg 216.000 0,3 peas de manuteno 600.000 1,0 tratamento efluente 500.000 0,8 materiais auxiliares 320.000 0,5 mo de obra 1.800.000 3,0 Total de custos

diretos de operao

154.468.000

257,3

6. Descrio do processo

Esta planta para processamento de soja consiste das seguintes etapas:

1. Sistema de descarga de caminhes 2. Sistema de estocagem para 90 dias de esmagamento com a planta operando a 90% de sua

capacidade mxima. Isto inclui secagem, pr-limpeza, ressecagem e limpeza. 3. Equipamento de preparao: quebra, descascamento, condicionamento e laminao. 4. Equipamentos de extrao para produzir leo bruto e farelo por extrao por solvente e

recuperao do solvente para re-uso. 5. Tratamento e equipamento para carregamento a granel e/ou ensaque de farelo peletizado. 6. Equipamento para degomagem do leo bruto, incluindo secagem de lecitina e secagem e

resfriamento do leo degomado.

A soja recebida na planta removida dos caminhes atravs de um tombador para uma moega de recepo. Desta, a soja transferida para um silo pulmo do qual os gros so levados a uma seo de pr-limpeza onde as impurezas so removidas. Subseqentemente, as sementes so secas, se necessrio, antes de serem transferidas aos silos de estocagem.

A soja vinda dos silos ou: a) seca e aquecida, se forem descascadas para obter-se farelo de alta protena, ou b) diretamente enviada preparao. Na seo de preparao a soja pesada e limpa em separadores gravimtricos, por peneiramento e removidas as partculas metlicas atravs de separador magntico.

No caso da produo de protena para uso humano, os gros quebrados so removidos por equipamento especfico e transferidos para silo intermedirio de forma a ser processado posteriormente para rao animal . Em seguida, os gros so quebrados em moinhos de rolos estriados.

Na produo de farelo de alta protena, as cascas so separadas dos gros aps a quebra por meio de separadores por aspirao, e as cascas, aps modas, so enviadas a uma seo de tostagem, resfriadas e transportadas a um silo de casca. A soja descascada condicionada e laminada.

No processo de extrao, o leo extrado da soja laminada em um extrator contnuo por percolao, usando hexana como solvente. A soluo de leo em solvente, chamada miscela gorda, ento transferida a um sistema de recuperao de solvente, no qual o solvente removido, deixando o leo totalmente livre do mesmo; os vapores de solvente so condensados e retornam ao processo.

O farelo com solvente enviado ao sistema de dessolventizao no qual ou por aquecimento com vapor direto e indireto ou por flasheamento e tratamento a quente sob vcuo, o solvente removido do farelo. Durante a dessolventizao o ndice de protena dispersvel controlado.

O farelo dessolventizado seco e resfriado e transferido para a seo de tratamento onde modo, estocado em silos e finalmente ensacado e embarcado.

O leo bruto misturado com uma determinada percentagem de gua quente para flocular os fosfatideos, que so a seguir removidos em uma centrfuga; o leo ento seco e resfriado e transferido ao tanque de estocagem de leo.

A lecitina bruta separada seca, sob vcuo e aquecimento suave e ento resfriada e embalada em lates ou tambores.

Fig. 1 Fluxograma de processo