7 dez, 2016
por Daniel Geraldes
141
2849

Atuais Tecnologias na Hidrogenação

ATUAIS TECNOLOGIAS NA HIDROGENAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS

O início das gorduras hidrogenadas

Com o aumento do consumo e industrialização dos alimentos surgiu a necessidade de um aumento da produção de gorduras a partir de fontes de menor custo.

Em 1910, John Burchenal tinha arquivado dois pedidos de patentes dos EUA (produtos alimentares 1.135.351 e 1.135.951, ambos concedidos 13 de abril de 1915). Note-se que cerca de cinco anos foram decorridos desde o momento em que as patentes foram pedidas até sua emissão.

O primeiro se baseia na hidrogenação parcial do caroço de algodão enquanto o último é baseado na mistura de óleo de semente de algodão completamente hidrogenado com óleo de semente de algodão líquido.

Originalmente, o produto foi nomeado “Krispo” seguido por “Cryst”, mas se estabeleceram para Crisco (um acrônimo para o óleo de semente de algodão cristalizado) por causa da marca e por óbvias razões religiosas.

Donas de casa desta época cozinhavam com banha e manteiga.

A evolução da hidrogenação

As primeiras evoluções no processo de hidrogenação (que originalmente era realizado integralmente na autoclave de hidrogenação) estavam voltadas a aumento de capacidade de produção.

Nesta ocasião foram introduzidos os tanques de alimentação/aquecimento e descarga/resfriamento, equipamentos de bem menor custo e que deixavam a autoclave livre para o processo de hidrogenação propriamente dito.

Em seguida, tratou-se da economia de energia com sistemas de regeneração de calor, inicialmente utilizando-se os próprios tanques de alimentação e descarga e posteriormente através de trocadores de calor para aquecer o óleo não hidrogenado através de troca de calor com a gordura hidrogenada.

Trocadores a placas com juntas especiais e trocadores espirais foram utilizados para a regeneração de calor. Atualmente a utilização de trocadores semi soldados utilizando juntas de papelão para alta temperatura parece ser a solução mais adequada para esta aplicação.

Outra evolução foi a utilização do calor de reação para geração de água quente ou vapor de baixa pressão.

Recuperação de calor no processo de hidrogenação

O processo de hidrogenação é um processo exotérmico pois durante a reação é liberado calor correspondente a 888 – 943 cal/ kg ´ abaixamento de IV.

Se considerarmos por exemplo um óleo de soja com índice de iodo (IV) inicial de 130 e pretendermos obter uma gordura com índice de iodo de 70 teremos aproximadamente a seguinte geração de calor por tonelada de óleo:

900 x (130 – 70) x 1.000 = 54.000.000 cal/ton

ou seja: 54.000 kcal/ton de óleo hidrogenado.

Se esta temperatura não for controlada, isto fará com que o óleo aumente sua temperatura de por exemplo 150oC (temperatura de início de reação) para 258 oC.

Como a temperatura de reação é controlada em cerca de 200oC temos um excedente de calor gerado que pode ser transfromado em vapor ou água quente por exemplo.

Diminuindo-se a quantidade de calor utilizada para levar o óleo de 150 para 200oC teremos:

Qdisponível = 54.000 – [1000 x 0,5 x (200 – 150)] = 29.000 kcal/ton

Isto equivale aproximadamente a 58 kg de vapor por ton. de óleo hidrogenado.

O óleo a 200oC também deve ser resfriado após o processo concluido até a temperatura de filtração e novamente podemos utilizar este calor, por exemplo para aquecer o óleo a ser hidrogenado até a temperatura de início de reação.

A seguir apresentamos dois esquemas de regeneração de calor apenas para aproveitar a diferença de temperatura do óleo: através de um tanque de descarga com serpentina (adequado para plantas com reatores até 10 – 12 ton) e através de trocador (adequado para plantas maiores. (Fig. 1 e Fig. 2).

Um sistema mais completo com total recuperação de calor de reção pode ser  executado com utilização de circulação do óleo em trocador tubular vertical.

Porém o desafio continuava: como economizar hidrogênio e energia elétrica? Diversos tipos de agitadores já foram utilizados pelas empresas de tecnologia, porém para reincorporar o hidrogênio do “head space” é necessária uma boa agitação e uma boa agitação requer um motor de alta potência.

 

Testes com ejetores internos e externos à autoclave para aspiração e reincorporação do hidrogênio foram feitos, porém envolviam a utilização de uma bomba de circulação ou de um compressor para o hidrogênio e, portanto, maior consumo de energia.

 

Um sistema relativamente recente que reúne a economia de energia, a circulação do hidrogênio e uma redução do tempo de hidrogenação é o sistema “EKATO Combined Gassing System”.

 

Trata-se de uma combinação de dois tipos de agitadores:

  • Agitador inferior que propicia uma maior dispersão do gás no líquido por efeito hidrodinâmico.
  • Agitador superior que propicia uma aspiração do gás do “head space” através de um eixo oco e redispersando na parte inferior da autoclave.

Segundo experiências realizadas em várias empresas, para diversos tipos de óleo o resultado é:

  • Tempo de hidrogenação reduzido em 20 a 30% (ou até 50% em caso de ácidos graxos totalmente hidrogenados)
  • Alto rendimento e seletividade (menor formação de transisômeros)
  • Redução no consumo de catalisador
  • Menores perdas de hidrogênio no “head space”.

 

No exemplo citado, o sistema de controle de temperatura de reação pode ser utilizado como um gerador de vapor de baixa pressão.  Uma bomba de alimentação de água desmineralizada alimenta os trocadores verticais pela parte inferior e os vapores gerados são enviados a um tanque separador de condensado que retorna este para a sucção da bomba de circulação.

Colunistas

  • Graxaria
  • Óleos e Gorduras
  • Pet Food
  • Aqua Feed
  • Animal Feed
  • Espuma
Aguarde...

Cadastre-se

Aguarde...

Esqueci minha senha

Aguarde...
Translate »
×

Olá, como posso te ajudar?

Clique abaixo para falar conosco pelo WhatsApp.

× Como posso te ajudar?