Se você já viu o óleo sair de uma prensa de rosca - escuro, turvo, com cheiro forte da semente de onde veio - você nunca imaginaria que é a mesma substância que termina na garrafa transparente e de sabor neutro-na prateleira de um supermercado. Essa transformação é o trabalho do refino do petróleo, um processo de vários-estágios que remove as impurezas naturalmente presentes no óleo vegetal bruto, preservando ao mesmo tempo os triglicerídeos que tornam o óleo valioso. Não se trata apenas de fazer com que o óleo pareça limpo - cada etapa visa compostos específicos que afetam o sabor, a estabilidade, o prazo de validade e até mesmo a segurança.
O que o petróleo bruto realmente contém
Petróleo bruto - o óleo direto da prensagem ou extração com solvente, antes de qualquer refino - é composto principalmente de triglicerídeos (o óleo neutro que queremos), mas também carrega um coquetel de compostos indesejados. Os fosfolipídios (gomas) tornam o óleo turvo e causam espuma quando aquecido. Os ácidos graxos livres (AGL) conferem ao óleo um sabor forte e rançoso e reduzem seu ponto de fumaça. Pigmentos como clorofila e carotenóides conferem ao óleo sua cor escura e podem promover oxidação. Vestígios de metais, pesticidas e contaminantes ambientais também podem estar presentes, dependendo da qualidade da semente e do método de extração. E os compostos voláteis - aldeídos, cetonas e produtos de oxidação - são os que dão ao petróleo bruto o seu cheiro forte e muitas vezes desagradável.
O objetivo do refino é remover essas impurezas com a menor perda possível de óleo neutro. Uma refinaria-bem administrada pode perder de 3 a 8% do peso do petróleo bruto como subprodutos e perdas de processo, dependendo da qualidade do petróleo e do método de refino. Operações mal administradas podem perder significativamente mais, o que afeta diretamente a lucratividade.
Etapa um: degomagem
A degomagem é a primeira etapa do refino e sua função é remover os fosfolipídios - os compostos gomosos que tornam o petróleo bruto turvo e instável. Os fosfolípidos são valiosos por si só (são a fonte da lecitina comercial), mas quando deixados no óleo causam problemas: formam espuma durante a fritura, decompõem-se a altas temperaturas e interferem nas etapas posteriores de refinação.
O método mais comum é a degomagem com água: água quente (cerca de 80-85 graus) é misturada com o petróleo bruto, fazendo com que os fosfolipídios se hidratem - eles absorvem água, incham e se tornam insolúveis no óleo. As gomas hidratadas formam uma fase pesada separada que é removida por centrifugação. As gomas separadas podem ser secas e vendidas como lecitina bruta, usadas na alimentação animal ou posteriormente processadas em lecitina de qualidade alimentar.
Para óleos com altos níveis de fosfolipídios não{0}}hidratáveis (que não respondem apenas à água), a degomagem ácida é usada. Uma pequena quantidade de ácido fosfórico ou ácido cítrico é adicionada antes da água, convertendo os fosfolipídios não{2}}hidratáveis em formas hidratáveis que podem então ser removidas por água e centrifugação. A degomagem enzimática, um método mais recente, utiliza enzimas fosfolipases para quebrar as estruturas fosfolipídicas, alcançando níveis residuais de fósforo ainda mais baixos com menor perda de óleo. Os modernos sistemas de degomagem contínua podem remover mais de 95% dos fosfolipídios, garantindo que o óleo permaneça transparente mesmo sob refrigeração.
Etapa dois: desacidificação (neutralização)
A desacidificação remove os ácidos graxos livres, que são a principal causa do sabor rançoso e da redução do prazo de validade. Existem duas abordagens fundamentalmente diferentes: refino químico e refino físico.
O refino químico (também chamado de refino alcalino ou neutralização) é o método tradicional. Uma solução diluída de hidróxido de sódio (soda cáustica) é misturada com o óleo degomado. O NaOH reage com os ácidos graxos livres para formar sabão (sais de sódio dos ácidos graxos), que é insolúvel em óleo e se separa como uma fase pesada chamada pasta de sabão. A espuma de sabão é removida por centrifugação e o óleo é então lavado com água quente para remover o sabão residual e depois seco sob vácuo. O refino químico é eficaz para qualquer nível de AGL e produz um óleo muito limpo, mas tem desvantagens: a pasta de sabão carrega consigo 1–3% de óleo neutro (uma perda econômica), e o processo gera águas residuais que requerem tratamento.
O refino físico (também chamado de refino a vapor ou desacidificação por destilação) é a abordagem mais moderna e se tornou o método dominante para a maioria dos óleos vegetais. Em vez de reagir quimicamente os FFAs, o refino físico os remove por destilação: o óleo é aquecido a 240-260 graus sob vácuo profundo (normalmente abaixo de 3 mbar, ou 600 Pa), e vapor vivo é espalhado através dele. Os ácidos graxos livres têm pontos de ebulição muito mais baixos que os triglicerídeos, então eles vaporizam e são levados pelo vapor, depois condensados e coletados como um subproduto chamado destilado de ácido graxo (que pode ser vendido para uso na fabricação de sabão, ração animal ou biodiesel). O refino físico combina desacidificação com desodorização em uma única etapa, não utiliza produtos químicos, não gera sabão ou água residual e perde menos óleo neutro. A principal limitação é que funciona melhor para óleos com teor de AGL baixo a moderado (abaixo de 3–5%) e requer primeiro uma degomagem muito eficaz, porque os fosfolipídios residuais irão degradar e escurecer o óleo nas altas temperaturas utilizadas.
A escolha entre refino químico e físico depende do tipo de óleo, do nível de AGL e do produto desejado. O óleo de palma, o óleo de palmiste, o óleo de coco e a maioria dos óleos-com alto teor de ácidos graxos livres são normalmente refinados fisicamente. O óleo de soja, o óleo de colza e o óleo de girassol podem funcionar de qualquer maneira, embora o refino físico seja cada vez mais preferido. O óleo de semente de algodão e alguns óleos especiais ainda podem utilizar refino químico devido a perfis de impurezas específicos.
Etapa três: clareamento
O branqueamento remove pigmentos - principalmente clorofila (verde) e carotenóides (amarelo, laranja, vermelho) - junto com sabões residuais, fosfolipídios, produtos de oxidação e vestígios de contaminantes. Apesar do nome, não é um processo de branqueamento químico; é um processo de adsorção usando terra branqueadora (argila ativada) e às vezes carvão ativado.
O processo é simples: o óleo degomado e desacidificado é aquecido a 90-110 graus sob vácuo (normalmente em torno de 50 mbar) e 0,5-2% de terra branqueadora é misturado. A argila ativada tem uma enorme área de superfície e adsorve moléculas de pigmento, sabão residual e outras impurezas polares em sua superfície. Após 15 a 30 minutos de contato, a mistura de óleo-terra é filtrada por meio de filtros de folhas pressurizados ou filtros-prensa, removendo a terra de branqueamento gasta e deixando um óleo claro e-de cor clara. O carvão ativado pode ser adicionado de 0,1 a 0,5% para óleos com pigmentação intensa ou para remover hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e outros vestígios de contaminantes.
O vácuo é importante porque evita a oxidação do óleo nas temperaturas elevadas usadas - o oxigênio no ar reagiria com o óleo quente e produziria-sabores e produtos de oxidação. A terra de branqueamento gasta, que contém 20-40% de óleo arrastado, é um subproduto que às vezes é usado na alimentação animal, na fabricação de tijolos ou em aterros, embora o teor de óleo torne-o um risco de incêndio se não for manuseado adequadamente.
Etapa quatro: desodorização
A desodorização é a principal etapa final do refino e é o que dá ao óleo refinado seu sabor e cheiro neutros. O objetivo é remover compostos voláteis - ácidos graxos livres (no refino físico), aldeídos, cetonas, álcoois e outros compostos ativos de odor- e sabor- juntamente com quaisquer pesticidas residuais e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos leves.
A desodorização é essencialmente um processo de destilação a vapor realizado em alta temperatura e vácuo profundo. O óleo é aquecido a 180-220 graus para desodorização convencional (após o refino químico) ou 240-260 graus para refino físico (onde a desacidificação e a desodorização acontecem juntas). A pressão é mantida entre 2–6 mbar (muito baixa, próxima do-vácuo) e vapor vivo é espalhado através do óleo. O vapor elimina os compostos voláteis, que são então condensados e coletados. O tempo de residência é normalmente de 30 a 90 minutos, dependendo do tipo de óleo e do nível de desodorização desejado.
A alta temperatura é necessária porque os compostos voláteis têm baixa pressão de vapor e precisam de calor para vaporizar, mas também é a parte mais delicada do processo. Muito calor ou um tempo de residência muito longo pode causar degradação térmica do óleo - formação de ácidos graxos trans, reversão de cor e perda de antioxidantes naturais como os tocoferóis. Os desodorizantes modernos são projetados para minimizar a exposição ao calor usando embalagens estruturadas (que aumentam a eficiência do contato do vapor-com o óleo) e tempos de residência mais curtos na temperatura mais alta. Após a desodorização, o óleo é resfriado rapidamente sob vácuo, e uma pequena quantidade de ácido cítrico (50–200 ppm) é frequentemente adicionada como agente quelante para ligar traços de metais e melhorar a estabilidade oxidativa.
Etapa opcional: desparafinação (invernização)
Alguns óleos - óleo de girassol, óleo de milho, óleo de farelo de arroz e alguns óleos de semente de uva e de algodão - contêm ésteres de cera que são sólidos à temperatura ambiente. Se deixadas no óleo, essas ceras causam turvação quando o óleo é resfriado (na geladeira, por exemplo) e podem depositar-se como sedimentos no fundo da garrafa. Para óleos vendidos como produtos transparentes-de mesa, é necessária uma etapa de desparafinação.
A desparafinação (também chamada de preparação para o inverno) é um processo simples de cristalização e filtração. O óleo branqueado ou totalmente refinado é resfriado lentamente até 5–15 graus (dependendo do tipo de óleo) e mantido nessa temperatura por várias horas, permitindo que os ésteres de cera cristalizem em partículas sólidas. O óleo é então filtrado através de um filtro-prensa ou filtro de membrana, removendo os cristais de cera e deixando um óleo límpido que permanece transparente mesmo em temperaturas de refrigeração. A cera filtrada é um subproduto menor, às vezes utilizado em aplicações industriais ou na alimentação animal.
Subprodutos e rendimento
O refino não envolve apenas a remoção de impurezas -, mas também gera subprodutos valiosos que contribuem para a economia do processo. A partir da degomagem, as gomas separadas podem ser processadas em lecitina, um emulsificante alimentar amplamente utilizado, ou vendidas para ração animal. A partir do refino químico, a pasta de sabão pode ser acidulada para recuperar ácidos graxos livres para uso em sabão, biodiesel ou ração animal. Do refino físico, o destilado de ácido graxo é um produto vendável utilizado em aplicações semelhantes. Do branqueamento, a terra gasta tem valor limitado, mas às vezes pode ser processada para recuperar o óleo arrastado.
O rendimento geral de refino - a porcentagem de petróleo bruto que termina como óleo comestível refinado - normalmente varia de 92% a 97%, dependendo da qualidade do petróleo bruto (teor de AGL, nível de fósforo, carga de impurezas) e do método de refino. Petróleo bruto de-alta qualidade com baixo teor de ácidos graxos livres e boa degomagem pode render mais de 97%; O petróleo bruto-de baixa qualidade, com alto teor de ácidos graxos livres e altos níveis de impurezas pode render apenas 90%. Para uma refinaria que processa milhares de toneladas por mês, mesmo uma diferença de 1% no rendimento se traduz em receitas significativas, razão pela qual a otimização e o controle do processo são levados muito a sério.
conclusão
O refino de óleo comestível transforma o óleo bruto, escuro e de sabor forte no produto transparente, neutro e estável que os consumidores esperam, por meio de uma sequência de processos físicos e químicos cuidadosamente controlados. A degomagem remove os fosfolipídios usando água, ácido ou enzimas. A desacidificação remove os ácidos graxos livres por reação química com soda cáustica (refinamento químico, produzindo pasta de sabão) ou por destilação a vapor a vácuo em alta-temperatura (refinamento físico, produzindo destilado de ácido graxo). O branqueamento utiliza argila ativada e carvão para adsorver pigmentos e impurezas residuais. A desodorização usa vapor de alta-temperatura sob vácuo profundo para remover compostos voláteis de sabor e odor, produzindo o óleo final de sabor-neutro. A desparafinação opcional remove ésteres de cera de óleos que precisam permanecer transparentes em baixas temperaturas.
A tendência na indústria é em direção ao refino físico - menos produtos químicos, menos resíduos, maior rendimento e desacidificação-desodorização combinada em uma única etapa -, mas o refino químico ainda tem seu lugar para certos óleos e petróleo bruto com alto-FFA. O que não muda é o princípio fundamental: remover as impurezas que tornam o óleo instável,-com sabor desagradável ou inseguro, preservando ao mesmo tempo os triglicerídeos neutros que tornam o óleo um valioso ingrediente alimentar.
