Aplicação de um modelo matemático para análise do processo de extração de óleo de soja em um extrator de esteira

Abstract

RESUMO: A indústria de esmagamento de soja constitui um importante ramo do agronegócio brasileiro. O Brasil produz cerca de 7 milhões de toneladas de óleo de soja e 27 milhões de toneladas de farelo anualmente, o que evidencia a importância deste setor para a economia. Atualmente o método mais utilizado é a extração por solvente. Segundo dados da Abraman, publicados em 2011, a idade média dos equipamentos industriais no Brasil é de 16 anos. As plantas de extração por solvente também se enquadram nesta média, algumas até com idade muito acima, o que mostra uma lenta evolução tecnológica e falta de estudos de melhorias no setor. Um bom modelo matemático pode contribuir para a melhoria dos processos, que na maioria das vezes têm suas condições de operação definidas empiricamente. O objetivo deste trabalho foi aplicar um modelo matemático existente a um extrator de esteira, com recirculação de miscela, em uma cooperativa agroindustrial do norte paranaense e comparar os resultados de concentração de miscela nas bombas do extrator e concentração de óleo residual no farelo na saída do extrator com os dados operacionais da planta. O modelo matemático utilizado foi proposto por Almeida (2010) e a solução numérica foi obtida pelo método das diferenças finitas, com o auxílio do software matemático Maple®. Foram estudados 4 casos com diferentes concentrações de miscela na saída do extrator, possibilitando o cálculo do coeficiente de equilíbrio da extração para o extrator em questão. De forma geral, o modelo utilizado forneceu resultados satisfatórios e baixos desvios para as concentrações de miscela ao longo do extrator

ABSTRACT: The soybean crushing industry is an important cluster of brazilian agribusiness. Brazil produces about 7 million tons of soybean oil and 27 million tons of soybean meal annually, showing the importance of this sector to the economy. Currently the most used method is solvent extraction. According to data from Abraman, published in 2011, the average age of industrial equipments in Brazil is 16 years. The solvent extraction plants also fall into this average, some even aged far above, which shows a slow evolution of technology and the lack of studies of improvements in the sector. A good mathematical model can contribute to the improvement of processes, which most often have their operating conditions defined empirically. The objective of this study was to apply a mathematical model existing to an extractor treadmill with miscella recirculation in an agribusiness cooperative northern Paraná and compare the results of the micelle concentration extractor pumps and concentration of residual oil in the bran in output extractor with plant operating data. The mathematical model used was proposed by Almeida (2010) and the numerical solution was obtained by the finite difference method, with the aid of mathematical software Maple®. Were studied four cases with different concentrations of micelle in the output of the extractor, allowing the calculation of the equilibrium coefficient for the extraction extractor in question. In general, the used model presented satisfactory results, and lower deviations to concentrations of micelle along of the extractor