O PROCESSO DE NEUTRALIZAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS
A neutralização alcalina do óleo vegetal consiste em fazer reagirem os ácido...
d) excesso de 30 a 50%: A borra apresenta uma consistência bastante fluida reagindo
rapidamente à fenolftaleina (vermelho ...
INSTALAÇÃO CONTÍNUA DE REFINO WESTFALIA
Descrição do funcionamento
As instalações de refinação da Westfalia são plantas de...
Para o condicionamento pode ser empregado o ácido fosfórico concentrado que é
pressurizado através de uma bomba positiva d...
Tanto o estrangulamento efetuado na linha de saída como o ajuste do rodete não alteram a
pressão de alimentação da centríf...
O óleo neutro separado é bombeado pela própria centrífuga, através do rodete, à segunda
etapa do processo.
Quando se proce...
3a
Etapa: Primeira ou segunda lavagem e secagem
a) Primeira ou segunda lavagem
O óleo vindo do estágio anterior sofre proc...
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Neutralização de oleos

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Neutralizacao

  1. 1. O PROCESSO DE NEUTRALIZAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS A neutralização alcalina do óleo vegetal consiste em fazer reagirem os ácidos graxos livres, responsáveis pela acidez do óleo, com uma solução de soda cáustica. Estes ácidos graxos serão então transformados em sabões que serão removidos do óleo neutro por processo físico. Neste processo consegue-se também uma remoção de fosfatídeos não hidratáveis. A separação dos sabões, a princípio realizada por simples decantação em tachos, hoje é feita em separadores centrífugos e de forma contínua. O processo básico (utilizando o óleo de soja como exemplo) consiste em um aquecimento do óleo até cerca de 85°C, pré-tratamento com ácido fosfórico (85% de concentração) para possibilitar a eliminação dos fosfatídeos remanescentes, a neutralização com soda cáustica diluída (16 a 20° Bé) e a separação dos sabões. A quantidade de ácido a ser utilizada pode variar entre 0,05 e 0,2%, dependendo da qualidade o óleo de soja (degomado) ou seja, do teor de fósforo residual. A quantidade de soda a ser dosada é calculada de forma a neutralizar a acidez mineral (do ácido fosfórico), os ácidos graxos livres e ainda de um excesso de soda necessária a formação de eletrólito que favorece a separação dos sabões e evita a formação de emulsões. O excesso de soda pode variar entre 15 a 30% para os óleos de baixa acidez (até 1%) e de 30 a 50% para os óleos de alta acidez. A mistura de ácido fosfórico assim como a da soda com o óleo é feita em misturadores dinâmicos intensivos de curto tempo de contato. Para o óleo de soja, onde é desejado um tempo de contato maior, devido à baixa acidez, é utilizado um tanque de contato após o misturador, com permanência de 5 a 7 minutos em agitação lenta. Com referência ao excesso de soda podemos citar que para um óleo de soja com ~1% de acidez neutralizado com soda cáustica na concentração de ~20° Bé: a) excesso de 0 a 5%: O óleo não é neutro; há tendência a formação de emulsão; o controle de processo é difícil havendo tendência de quebra de selagem na centrífuga. A acidez da matéria graxa da borra é da ordem de 50% ou menos (baixa). b) excesso de 5 a 15%: O óleo é neutro (acidez menor que 0,07%); a borra apresenta superfície dura e lisa com reação neutra à fenolftaleina. A acidez da matéria graxa se situa entre 60 e 70%. c) excesso de 15 a 30%: A borra apresenta consistência pastosa não completamente fluida reagindo lentamente à fenolftaleina com coloração vermelha. A acidez da matéria graxa se situa próximo a 70%.
  2. 2. d) excesso de 30 a 50%: A borra apresenta uma consistência bastante fluida reagindo rapidamente à fenolftaleina (vermelho intenso). A acidez da matéria graxa se situa entre 80 a 90% e o teor de sabões no óleo neutro se apresenta elevado. e) excesso maior que 50%: Aparece a formação da terceira fase (solução concentrada de eletrólitos). O teor de sabões no óleo neutro é alto. No caso de óleos de alta acidez como por exemplo do óleo de algodão ou do milho, é recomendada uma menor temperatura de neutralização, da ordem de 65o C, maior concentração na soda e maior excesso sendo neste caso desnecessário o uso do tanque de contato. Após a neutralização óleo neutro possui ainda alto conteúdo de sabões que devem ser removidos (400 a 700 ppm de sabões). Dependendo do conteúdo residual de sabões requerido, um ou dois estágios de lavagem, serão necessários. Em caso de óleo bruto com cor elevada, como óleo de semente de algodão, o primeiro estágio pode também ser usado como um estágio de pré-refino para clarear o óleo. Neste caso, um segundo tratamento com lixívia é necessário. Quando os óleos neutralizados forem diretamente hidrogenados, constatou-se ser particularmente indicado o uso de acidificação (fraca) da água de lavagem, o que permite a remoção quase total do sabão residual (que prejudica o catalisador de hidrogenação). O óleo neutro tem ainda uma umidade residual (0,5%) após a separação final, que é reduzida no secador à vácuo.
  3. 3. INSTALAÇÃO CONTÍNUA DE REFINO WESTFALIA Descrição do funcionamento As instalações de refinação da Westfalia são plantas de funcionamento contínuo em todas as etapas do processo, nas quais se podem trabalhar todos os tipos de óleos e gorduras vegetais ou animais, excetuando-se o óleo de rícino (mamona). O óleo ou a gordura passam pelas seguintes etapas de processo: 1a Etapa: Condicionamento e neutralização 2a Etapa: Segunda refinação ou primeira lavagem 3a Etapa: Primeira ou segunda lavagem e secagem O fluxograma anexo (Fig. 1) ilustra o desenvolvimento do processo. A condição imprescindível para o funcionamento normal de toda instalação contínua de refinação é que o produto se encontre limpo e seco. Os filtros de entrada da instalação não tem por objetivo limpar a matéria prima, porém apenas evitar danos aos equipamentos e instrumentos de dosagem e medição incorporados à instalação. 1a Etapa: Condicionamento e neutralização: O óleo bruto a neutralizar é retirado do depósito de armazenagem através de um filtro duplo reversível mediante uma bomba positiva de vazão ajustável através de variador de freqüência. A vazão de produto pré determinado é medido e controlado através de um medidor de vazão mássico instalado na linha de óleo bruto. A vazão de entrada é indicada digitalmente e totalizada no sistema de controle. O óleo é aquecido até a temperatura requerida ao processo através de um trocador de calor a placas e por meio de vapor saturado a 3 bar, 133°C. O controle da temperatura é feito através de um transmissor de temperatura, controlador e válvula controladora de vazão de vapor, o que garante uma temperatura constante em todo o processo. a) Condicionamento A bomba de alimentação da planta é projetada de forma a levar o óleo através do trocador a placas até o primeiro misturador. Este equipamento é um misturador centrífugo que funciona segundo o princípio de rodete centrípeto, projetado por Westfalia especificamente para este processo. Seu volume reduzido garante uma ótima distribuição do agente precipitante no óleo ou gordura.
  4. 4. Para o condicionamento pode ser empregado o ácido fosfórico concentrado que é pressurizado através de uma bomba positiva do tanque de armazenagem ao ponto de dosagem com sistema de retorno a pressão constante. Um medidor de vazão indutivo e uma válvula controladora de agulha controlam com precisão a dosagem do ácido proporcionalmente à vazão de produto. Através do sistema de controle a vazão de ácido pode ser ajustada instantaneamente com a planta em operação. Este sistema propicia uma dosagem segura e contínua visto que qualquer alteração nas condições de dosagem é detectada através do medidor indutivo. O ácido (aproximadamente 0,05 a 0,3% do fluxo de óleo bruto) é misturado com o óleo no misturador que o envia ao tanque de contato aonde permanece por 3 a 5 minutos. b) Neutralização O óleo passa do tanque de contato ao misturador da etapa de neutralização. A soda cáustica necessária à neutralização é dosada através de sistema similar ao de dosagem de ácido e injetada na tubulação de entrada do misturador de soda. A soda cáustica utilizada é normalmente concentrada (50%) e sua diluição até a concentração adequada é feita em linha. A água de diluição também é controlada através por uma válvula de agulha e a mistura da soda concentrada com a água de diluição é feita através de um misturador estático tipo Sulzer. Desta forma podemos não só controlar a concentração da soda, sua vazão e o excesso necessários a cada tipo de óleo e acidez como alterá-los instantaneamente com a planta em operação. A solução se mistura com o óleo no misturador centrífugo igual ao misturador utilizado na etapa de condicionamento sendo enviado a um tanque de contato óleo-soda (para o caso de óleos de baixa acidez) ou diretamente para a centrífuga. Esta centrífuga é equipada com tambor de pratos para alta vazões e foi especialmente projetada para a separação de substâncias pastosas (borras, lecitinas) dos óleos comestíveis, dispondo também de rodetes (bombas centrípetas) especiais. Tanto as borras (sabões) separadas do óleo como o próprio óleo purificado saem do tambor sob pressão, pressionados pelos rodetes centrípetos. Graças a estes dispositivos o óleo centrifugado não entra praticamente em contato com o ar externo, pois o rodete estacionário forma um selo hidráulico ao submergir no líquido que gira com o tambor. De outro lado, o grau de separação pode ser otimizado durante o processo, estrangulando a válvula incorporada na linha de saída de óleo (para as máquinas de parede fixa) ou alterando a posição do rodete (nas máquinas de descarga automática dotadas de “fine tuner”).
  5. 5. Tanto o estrangulamento efetuado na linha de saída como o ajuste do rodete não alteram a pressão de alimentação da centrífuga, sendo pois desnecessário o uso de bombas compensadoras de pressão. A Westfalia possui para esta etapa de processo dois diferentes tipos de centrífugas (de parede fixa e a auto deslodante). Na maioria dos caso é recomendada uma centrífuga de descarga automática (auto deslodante), principalmente para óleos que devam sofrer condicionamento devido a presença de fosfatídeos (gomas). O princípio de funcionamento do tambor é ilustrado no esquema anexo (Fig. 2). O tambor é equipado com um pistão interno de deslocamento axial, que é pressionado durante o serviço contra a junta da tampa pelo líquido de fechamento (água), obtendo-se desta forma o fechamento hermético do tambor. Deve-se praticar uma descarga parcial quando o material precipitado que não se descarrega com a borra, ou as impurezas do óleo bruto encham o espaço de acumulação de lodos, até o ponto de obstruir a descarga continua dos sabões. Nas descargas parciais, o pistão axial desce rapidamente e deixa livre os orifícios para a descarga de sólidos. Imediatamente são expulsas as partículas mais pesadas, assim como uma parte mínima dos sabões. Nestas descargas não ocorrem perdas de óleo. Por esta razão também não se interrompe o processo durante as descargas parciais. A freqüência com que se efetuam as descargas parciais depende do tipo e das características do produto, assim como das condições de processo. A totalidade do ciclo de descarga é controlado mediante um programador. Os tempos ajustados neste último para separação e descarga parcial podem adaptar-se sem dificuldade às necessidades específicas, com ajuda dos correspondentes temporizadores. Naturalmente, também pode ser executada uma descarga total do tambor acionando-se o circuito correspondente. Porém antes de se provocar uma descarga total é necessário interromper a alimentação, visto que, como seu próprio nome indica, durante a descarga total se expulsa todo o conteúdo do tambor. Especificamente nas máquinas dotadas de rodete com ajuste fino (fine tuner) esta operação é substituída pelo reposicionamento automático do rodete antes da descarga de forma a que o óleo refinado ocupe apenas uma pequena porção do tambor e então executada a descarga (de forma a eliminar a perda do óleo contido no tambor). O programador de descargas faz parte integrante do fornecimento da centrífuga. A borra separada no processo é enviada a um tanque depósito de onde se envia através de uma bomba positiva ao tratamento posterior.
  6. 6. O óleo neutro separado é bombeado pela própria centrífuga, através do rodete, à segunda etapa do processo. Quando se processa unicamente óleos que não necessitam de condicionamento ácido (óleo de coco, palma, palmiste) também pode ser utilizada uma centrífuga do tipo parede fixa mostrada no esquema anexo (Fig. 3). Nas centrífugas deste tipo os componentes pesados dos óleos são lançados contra a parede do tambor. Uma vez cheia a câmara de lodos, esta obstrui a saída da borra, sendo necessário parar a centrífuga, desmontar o tambor e limpá-lo manualmente. As centrífugas deste tipo vem dotadas de um dispositivo de diluição de borras com a finalidade de facilitar, durante a operação a expulsão dos sabões separados e afim de diluir o excesso de lixívia que pode acumular-se na parte periférica do tambor. Com uma válvula de agulha manual e um medidor de vazão se dosa a quantidade de água quente a ser enviada à parte periférica do tambor, antes do prato separador, sem que isto afete a eficiência dos pratos separadores. 2a Etapa: Segunda refinação ou primeira lavagem Este estágio pode ser usado tanto para re-refino como para lavagem. a) Re-refino O óleo bruto quando de alta acidez ou cor (por exemplo, óleo de algodão) algumas vezes requer o re-refino ou seja, um segundo tratamento com solução de soda cáustica. O óleo é aquecido até a temperatura requerida no trocador a placas. A temperatura é mantida constante através do sistema de controle da mesma forma como na etapa de neutralização. Do aquecedor, o óleo vai ao misturador onde a mistura com a solução alcalina tem lugar. Este misturado envia o óleo à segunda centrífuga. O sistema de dosagem de solução alcalina é idêntico ao das etapas de condicionamento e neutralização. Os sabões separados são enviados para o tanque de borra . O óleo é bombeado pelo rodete da centrífuga ao próximo estágio. b) Lavagem A grande maioria dos óleos não requer o re-refino de forma que o segundo estágio pode ser usado como lavagem. Neste caso o óleo e aquecido no trocador a placas até a temperatura de lavagem. A água de lavagem abrandada (máximo 6 graus ingleses de dureza) é dosada na linha de óleo através de sistema similar ao utilizado para o ácido/soda e vai ao misturador. O misturador envia a mistura óleo/água a centrífuga onde a água e os sabões são separados do óleo. Esta solução pode ser utilizada para diluir a borra ou enviada a um tanque de decantação. O óleo lavado é bombeado pelo rodete da centrífuga para o estágio seguinte.
  7. 7. 3a Etapa: Primeira ou segunda lavagem e secagem a) Primeira ou segunda lavagem O óleo vindo do estágio anterior sofre processo idêntico ao descrito no item 2b, recebendo uma dosagem de água, passando pelo misturador e pela centrífuga. O óleo lavado é bombeado pelo rodete da centrífuga para o estágio seguinte. Um segundo medidor de vazão mássico mede a vazão de óleo antes da etapa seguinte (secagem) de forma a possibilitar o acompanhamento do rendimento da planta. b) Secagem O óleo lavado é enviado ao secador a vácuo. Nesta linha existe uma válvula de contra- pressão de forma a impedir que o óleo seja aspirado pelo vácuo existente no secador. Um distribuidor especial no secador faz com que o óleo flua em sentido descendente em cascata. Desta forma a evaporação da água é acelerada. O óleo coletado no fundo do secador é bombeado para o tanque de óleo semi-refinado ou para o processo subseqüente através de uma bomba. Um controle de nível incorporado ao secador garante um nível constante de óleo no mesmo. O vácuo necessário a secagem é produzido por um sistema de ejetores a vapor de múltiplos estágios. Para atingir-se um nível ótimo de operação econômica, o sistema é dimensionado para as condições específicas de cada planta (pressão de vapor, temperatura da água). NEUTRALIZAÇÃO DO ÓLEO BRUTO (NÃO DEGOMADO) Este processo começou a ser utilizado no refino do óleo de soja, principalmente, nos Estados Unidos. O processo é uma combinação de degomagem e neutralização e apresenta bons resultados principalmente com óleo de soja de baixa acidez. Condicionamento ácido Neutralização 1a . Lavagem Secagem a vácuo 2a . Lavagem

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