Investigação sobre o refino físico de óleos vegetais para obtenção de produtos de alta qualidade

Abstract: Vegetable oils are important compounds of the human diet and they should be refined before consumption. Consumers demand for healthier products as well as stiff environmental legislation are forcing refining industries towards changes and improvement of processes. In this context, this thesis has as main objective to investigate/improve the physical refining of vegetable oils, emphasizing the bleaching step. As first step, a HPLC methodology for simultaneous quantification of carotenes and tocols was developed and validated, and lately, it was used by our research groups. Then, bleaching step of palm oil, nowadays the most consumed oil in the world, was studied under different aspects: (1) determining kinetics, equilibrium and thermodynamic parameters of adsorptive removal of carotenes and phosphorus onto acid activated bleaching earth; (2) influence of different procedures on final color of palm oil; (3) influence of bleaching earth kind on final color of palm oil. These studies were important for a better understanding of bleaching process of palm oil, and some conclusions were obtained: adsorptive removal of carotenes and phosphorus onto acid activated bleaching earth occurs by chemisorption and it is endothermic; new procedures in the bleaching step can improve final color of palm oil when using the same amount of bleaching earth and deodorization time; a hypothesis was proposed to explain how the kind of bleaching earth can interfere in the final color of palm oil. Further studies are still necessary to optimize bleaching step and the new procedures suggested. Later, physical deacidification was studied by computer simulation and experimental data from literature. It was compared two mathematical approaches: differential and flash distillations. This last one presented better results regarding acidity and neutral oil loss profiles. In this approach, it was considered the heat transfer equations. In this way, this thesis presents an advance in refining process towards high quality products and less consumption of inputsResumo: Os óleos vegetais são importantes componentes da dieta humana e devem ser refinados antes do consumo. A demanda dos consumidores por produtos mais saudáveis, assim como regulamentações ambientais cada vez mais rígidas têm forçado os processadores de óleos vegetais a buscarem mudanças e aperfeiçoamento dos processos. Neste contexto, este trabalho de tese tem como objetivo investigar e aperfeiçoar o refino físico de óleos vegetais, com ênfase na etapa de branqueamento. Numa primeira etapa, uma metodologia para quantificar simultaneamente carotenos e tocoferóis foi desenvolvida e validada, e posteriormente, utilizada pelo grupo de pesquisa. Então, a etapa de branqueamento de óleo de palma, atualmente o óleo mais consumido mundialmente, foi estudada sob diferentes aspectos: (1) determinação da cinética, equilíbrio e parâmetros termodinâmicos do processo de adsorção de carotenos e fósforo em terra clarificante acidamente ativada; (2) influência de diferentes procedimentos na cor do óleo de palma refinado; (3) influência do tipo de terra clarificante na cor do óleo de palma refinado. Estes estudos foram importantes para um melhor entendimento do processo de branqueamento de óleo de palma, e algumas conclusões foram obtidas: a adsorção de carotenos e fósforos pela terra clarificante acidamente ativada ocorre por via química, e é um processo endotérmico; a utilização de novos procedimentos na etapa de branqueamento do óleo de palma pode melhorar a coloração obtida ao final do processo; o refino em duas etapas utilizando duas desodorizações em condições moderadas de temperatura apresentou melhor coloração final quando comparado ao processo utilizando a mesma quantidade de terra clarificante e tempo de desodorização; uma hipótese foi sugerida para explicar como o tipo de terra clarificante (neutra ou acidamente ativada) pode interferir na coloração final do óleo de palma. Ainda são necessários mais estudos para otimizar a etapa de branqueamento e os novos procedimentos sugeridos. Por último, a etapa de desacidificação por via física foi estudada através de simulação computacional e dados experimentais disponíveis na literatura. Foram comparadas duas abordagens matemáticas: a diferencial e a flash. Esta última apresentou resultados mais realísticos quanto aos perfis de acidez e perda de óleo neutro. Foi ainda considerada na abordagem flash equações de transferência de calor. Dessa forma, pode-se concluir que este trabalho de tese apresentou avanços nos processos de refino físico de óleos vegetais para obtenção de produtos de maior qualidade final e menor consumo de insumo