Investigação das condições ótimas de operação de um desodorizador industrial de óleo de soja na concentração de tocoferóis no destilado

Abstract

O óleo de soja é reconhecido como uma fonte nutricional importante devido ao seu alto valor energético e pela presença de vitaminas, ácidos graxos essenciais e antioxidantes naturais. O refino é a purificação do óleo bruto, sendo a etapa de desodorização o processo de vaporização dos compostos odoríferos e ácidos graxos livres, arrastando-os para o destilado e produzindo óleo refinado. O valor econômico do destilado desodorizado de óleo de soja (DDOS) depende da composição e principalmente do teor de tocoferóis presente, com grande procura pelas indústrias químicas e alimentícias. Uma vez que as condições de operação do desodorizador baseiam-se somente na qualidade do óleo refinado, este trabalho teve como objetivo investigar por simulação computacional a condição ótima de processamento para concentração de tocoferóis no destilado, mantendo a qualidade do óleo refinado. Para isto, a modelagem matemática foi desenvolvida com balanços de massa, energia e correlação de equilíbrio, utilizando-se de equações empíricas e modelos preditivos para o cálculo das propriedades físicas dos componentes da mistura, além de um algoritmo de convergência pelo método de Newton-Raphson. Incorporou-se ao modelo matemático o arraste mecânico e a eficiência de Murphree. Para uma melhor identificação do comportamento das correntes, as composições estudadas foram formadas por triacilgliceróis (TAG), diacilgliceróis (DAG), monoacilgliceróis (MAG), ácidos graxos livres (AGL) e tocoferóis (TAG). O modelo foi descrito para um processo contínuo em regime permanente com fluxo em corrente cruzada. Realizaram-se simulações para definir a melhor condição de operação que concentrou tocoferóis no DDOS. O passo seguinte foi validar estes parâmetros em dois desodorizadores com escala industrial, comparando os resultados e verificando o alcance dos objetivos. Os desvios entre o modelo proposto e os resultados obtidos nas duas plantas industriais foram muito bons, atendendo plenamente às necessidades comerciais em ambas as empresas

Soybean oil is recognized as an important nutritional source because of its high energy value and the presence of vitamins, essential fatty acids and natural antioxidants. Refining is the purification of the raw oil, being the stage deodorizing the process of vaporization of odorous compounds and free fatty acids, dragging them to the distillate and producing refined oil. The economic distillate deodorized soybean oil (DDSO) mainly depends on the composition and content of tocopherols presented in high demand for chemical and food industries. Once the operating conditions of the deodorizer based solely on the quality of refined oil, this dissertation aimed to investigate by computer simulation the optimum condition for processing tocopherols concentration in the distillate, while maintaining the quality of refined oil. Therefore, the mathematical model was developed with mass balance, energy and balance using the predictive empirical equations and models for calculating the physical properties of the blend components, and a convergence algorithm by the Newton-Raphson method. It was incorporated to balance the drag and mechanical efficiency of Murphree. To better characterize the behavior of the currents, the compositions studied were formed by triacylglycerol’s (TAG), diacylglycerol’s (DAG), monoacylglycerol’s (MAG), free fatty acids (FFA) and tocopherols (TOC). The model was described for a continuous steady flow with cross current. Simulations were conducted to define the best operating condition that increases the concentration of tocopherols in DDSO. The next step was to validate these parameters in two deodorizers with industrial scale, comparing the results and verifying the achievement of goals. The differences between the proposed model and the results obtained in both plants were very good and fully met the business needs of companies