Campo da i nção

[0011 Ά presente invenção pertence ao campo da fabricação de compostos ali mentidos derivados de processamento cie espécies vegetais, mais espeoift¾mente o processo- aqui ensinado fornece produtos oriundos de um processamento para a obtenção de compostos provenientes áe matéria prima vegetal. p32JDe uma forma ainda mais específica, a fésente Ifivenção descreve a recuperação de lecitina a partir da icela eiaço de soja, resíduo ofótido durante o processo de obtenção de concentrado proteico de soja- CSPC). Em um primeiro aspecfo _:S: a iinvençãoreveí um processo.- de .extração de fosfoispfdió em conjunto com a extração de açúcares soláveis durante processo industriai de obtençã ¹ de SPCI Â extração de tosfatídios não é feita intencionalmente; pois o o jetivo do proce ss de SP G é extrair açucares solúveis do farelo de soja. f( ⁾ 03JEm outo aspecto a presente invenção revela uni processo industriai par mcuperaçã /remoção desses fdsfo i ips da _: miceía/mela:çG de soja:, limpeza- e utilização para produção de J cÉfria de soja _* Ademais _* : como _: e de conHeelmento geral .© processo convencionai para produção de lecitina de soja sempre partiu, do Ôteo: de soja broto, rtunca tendo: sido revelado ¹ qualquer ^' rocesso parindo do melaço/micela de soja. resíduo d ; produção dá SPG}» 0 1 Nos tanques de mic la de uma planta de: produção de concentrado: proteico d &ofa fora observado a precipitação de orna goma suja. Essa goma suja: foi levada, para laboiratório _* onde- foram realizados aná|sès-:e _: ;experiméntos para remoção d mpurezas na tentativa de identifica -la. Após deis anos d esquisas foi descoberto que esta goma se tratava de uma mistura ;dè tosfoi pídios, atéria-prtma principal para produção de lecitina de so a. Esta: descoberta causou muita surpresa, pois se acreditava, até então, í a lecitina somente poderia ser obtida a partir do óleo de soja bruto, tendo um rendiraéRtò máximo de 1%, podendo ainda variar ^■■ apenas- entre 0,4 -1,0%, base grão de soja cora 14% de um idade .

[QGSJ Posto isso, foram estudados diferente processos para ^' limpeza e purificação desta goma ^' .suja, seguida da otimização da adição de produtos necessários para: produção de teclina, bem como diferentes tipos de secagem e resfriamento. Após a conclusão de todos os estudo citados foi desenvolvido o presente processo industrial para aproveitamento da micéfa/melaçõ para produção de lecitina de soja... O novo processo é capaz de proporcionar um rendimento de lecitina, base soja, entre 2 ~ 4% base grão de soja com 14% de umídade.

[0061 Existem vários processos conhecidos e patenteados para produção de lecitina de soja, porém, todos partem do óleo de soja bruto. Nenhum processo se utiliza do meiaço raicela de soja: (resíduo da produção de SPC);G ainda ^; do. farelo de ója _: desengordurado {resíduo ^: da ic ão de leo de so| como/ no- processo industriai Qiie éaqui apresentado:.

[007] O

produção de ^: ^ de soja. O processo consiste na exíração dos açúcares do farelo obtido apôs: a exlraçao o óleo de soja, através da lavagem do farelo com agua e álcool etílico, assim o dst© farelo passa a ter uma concentração de proteína em base ^■ seca; que varia entre i0 e

75%.;: ρθ$| O doeymento brasileiro-: P!0¾ 513A2 que revela um processo para obtenção de farelo de sc¾ : uíàlizancÍG um . ^" sistema, para recuperação de soivènté baseado em um baixo consumo, específico de vapor por litro de solvente recuperado. Assim, o ^; processo q módica etapas da produção do farelo melhora, tanto a eficiência quanto o rendimento da cadela como uni: todo.

[009] O documento brasileiro PIQ8Ô05.29-Q A2 revelaum processo industrial de álcool . etílico baseado na fermentação do melaço de sofá,, o qual é produzido através da .extração dos açúcares, gerados a partir do processo de concentração de proteína de s.ofa. O processo se destina a obtenção de .etanol, ou álcool etílico de soja em escala industrial para produção de combustíveis e outros derivados.

[CH0J O documento brasileiro FIQ90Q363~G revela um processo: de ue ma de resíduos Industriais vegetais onde a caldeira geradora de vapor utiliza a capacidade calorífic do resíduo de origem vegetai para a geração. de energia, criando assim um sistema meno poluente para o meio ambiente, O processo: ainda conta com um controle de viscosidade dos: resíduos possibilitando assim sua queima completa,: ademais o vapor gerado é proveitado para a garçã de ene gi , or maio de m ger or..

Q docpmento brasileiro FHQ90O3$3~0 AZ revela um processo de qyeíma de resíduos Industriais vegetais onde a caldeira geradora de vapor utiliza, a capacidade calorífica: do resíduo de origem: vegetal para a geração de: energia, cria dO: assim um sistema menos poluente para o meio ambiente, O processo: ainda conta com pro controle de viscosidade dos resíduos possibilitando assim sua queim completa, ademais o vapor gerado, ^aproveitado para geração de anar a :por meio da um gerador.

[012] O documento brasileiro PÍQ21:55Ô4~ Â2 revela um processo paira a produção de açucares de soja, onde o mesmo descreve o melaço : de soj como: u a fonte" de açúcares de soja que. possuem ate teor de oiígossaçarídaos, sandp assa característica importante para o produto final. Assim, a invenção descreve, um método de purificação de melaço de soja, onde ^■ o produto final ê um melaço purificado: de W% em peso efe aguçares, em base

SSjÇâ .

Sumário da invenção

[013]  Inven ão revela um processo de rec er ção de uma lecitina de soja a partir de um resíduo da produção de concer¾írado proteico de soja^nde os referidos resíduos são a micela oy melaço. à micela: de soja ^' (¾l1) ou (M2 , melaço que ainda possui etanol, é então enviada para um trocador de calor (TC-Q1) para obter temperatura (Tl ) entre 10 e S0 ^o Ce, em seguida _t enviados para etapa de remoção de impurezas por meio de centrifugação (CT-01) ou por melo de u i filtro prensa ou filtro cesto rotativo ou tanque de ^■ decantação,, ond são obtidas duas correntes; uma corrente (II) composta por impurezas: acrescida de. farelos muito finos e outra corrente de mlcela centrifegada (MC). A rnieefa ceritnfygada ( C) é então enviada para ouíro _: trocador de eafor (TG~ 02} para obter uma temperatura (T2) entre 10 e 90*C, em seguida ê enviada para o trocador de calo (TC-Ô3) para obter uma temperatura ^" (T3) entre 10 e 90 ^¾ Ç seguindo então para etapa de ^■ centrifugação (CT~G2), onde são obtidas três correntes : de saída: goma. limpa contendo solução de etanol (GL), micela de§ ornada.: ( í¾ e.■. ^' impurezas mais fereios: finos contendo solução de etanol ^' _. (12). Á goma limpa (GL) é assim ^■ en i da para u n e de mistura (TM-OI ), onde serrão adicionados de 1 a. 0% de ácido ;.§raxo {ÂG) proveniente do tanque (TQ-0S) e de i a 40% de - óleo de sojá (OS) proveniente do tanque {TG-Ô2}, essa mistura (MJ) ^" é homogeneizada em um tanque de mistur (ΤΜ-δΙ) e .segue ^' para um seeador e lecli a continuo o« em batelada (Sl-01), onde uma: corrente _: :de gases bídro alcoólicos - (GH) :é formada durante; a _: secagem da mistura (MT), apôs deixar : secador (SL-Oi ^' a lecitina quente (LO)* com temperatura (15) entre Sô e lOQ^G, segue para res ador de lecitina (RL-QÍ|,no qual deverá obter uma temperatur (16) entre: 10 e 60 ^¾ TJ.f½s o Isso, alecitiriá fria (LF) segue então para outro tanque de mistura (Tívt-02), onde será realizado o acerto final dos parâmetros d qualidade da . lecitina acabada, apôs o referido acerte de qualidade flnaí a lecitina die soja fluida. _: LÂ) proveniente dó ^' melaço esta pront para seguir par a _: os ^: anqujes e a mszeR e nte dè lecltí na (TQ-01 ), (i -02), (TCM3) _: , ÍTQ-04),

8 ¾ve Q¾scri gão da s Fi » r s Ô14j Figura 1 representa, o luxoyrama: do processo de produção de lecitina á partir <io melaço micela.

Descriç o Detalhada da invenção

[Õ15 Ã produção de lecitina de soja convencionai sempre foi ligada à

para exíraçâo do óleo de soja são extra ção com solvente e extração com prensa. Em ambas os processos, quando o Óleo de soja bnM é extraído, carrega em conjunto grande parte de fosfoli ídlos, matéria prima principal para produção de lecitina, 18j Originai mente, a lecitina de soja em considerada: como uma borra indesejável que precisava ser separada do ó eo. bruto {degomage j, O. motivo para se proceder a degomagem do ófeo broto é que durante a esíocagern as gomas nele contidas se hidratam é precipitam, arrastando e ociuindo óleo, Bl r B f maçm de; precipitado nos «os dos tanques. Ess gorna hidratada causa problemas de bsdrõlse do óleo e consequente aumento àa acidez, torvação do óieo: bruto a aumeí o ; das perdas, .€orn α passar dos; anos: várias aplicações foram sendo desenvolvidas e _: a lecitina de soja s tornou um produto Indispensável: para a fabricação: de chocolates, tintas, pani^oa ão, tomandp-¾e .um produto de alto valor agregado. 17| A degomagem habitualmente compreende a: adíçao :de água, quente ao óleo- bruto extraído, seguida por um pefio o ^: oontato de 10 a 120 : minutos para r idrata o dos fpsfcilpiílips. Após este período ocorre a _: formação de: emulsão espessa, a qual se convencionou chamar dé goma _¾ podendo ser separad por eentrilugaçâo e s«bmetida: _: posíeriom ente à secagera, A secagem da goma é feita sob vácuo,. (10 na:- 300 ^{' '} mroHG de pressão absoluta) em temperaturas- de 40 - 13tTG _s em secadoras- contínuos ou d contínuos^rn tempos ^: :de reside ncía de 1 - minutos ou 60-240 ni-ínut s,, respectiva niente,

[fJ18J A ôs a secagem, a lecitina quente segue para .um resfríador e ©stâ pronta, O rendimento de lecitina, base soja esmagada obtido através do processo convencionai esorjt acima, historicamente variamente 0,4 até 1,0%* base soa grão com 14% d umlda.de.

^' [019] A presente invenção; possibilita- aumentar em no mínimo 100% a produção da .lecitina de soja sem alimentar a necessidade de soja em: grão ou óleo de soja bru o, matérias primas utilizadas na produção convencionai de Lecitina de Soja. Esse aumento: de produção se deve ao aproveitamento de uma lecitin que atoai mente é desca rtada junto com o melaço de soja ^: em esmagadores ue possuem o processo; de produção, de SPC. Pretende-se elevar o rendimento já conhecido de 1 ,0% para- valores ente (2 - 4%), mais preferéncialmente valores acima, de 2,5% base soja: grão com 1 % de umidade em . esmagadoras de soj que possuem o processo: de e traio de óleo e d produção de SPC,

[02Q]Gomo foi apresentado anteriormente o processo .industriai desta invenção parte de: m . _: esíduo da produção de■ concentrada proteico de soja cáamadò. melaço: e/o micèia. de soja. O processo mais utilizado atualmèiite. pa produção de S C é a extraçâo com etanol aquoso. Vide os documentos: P1 7O47 0-ÍA2 e: FI0704513-1A2 mencionados no estado da técnica. As patentes citada consistem em sutoéíer ø farelo de soja desengordurado proteína entre 40 ate 55: % e umídade » 1:2,5 ^■■ %),, banhos consecutivos com etanol aquoso quent para extraçâo dos açúcares solúveis, O objeivo principal é extrair :açuca.rès oláveis, porém o etanol aquoso, acaba eximindo ^''' em; pequenas quantidades outros: compostos secundários, A remoção dos ^: açúcares solúveis á ^: responsável por concentrar a proteína remanescente no farelo de soja, obténdo-se como único: e principal produto o concentrado ^: proteico de soja {proteína entre 60 - 70%; unidade « 7 _? 5 %} e como resíduo: desse processo o melaço de soja. [021)0 mela cori iste principalmente ios açucares de soja e compostos que foram solubi izades pela solução de etanol aquoso quente, Assis i, cHama-sè dè micela, a mistura de açucares e compostos seeyodários acrescidos de etanol e água, bem como se chama melaço, a mistura de açúcares e ^'■ ompóstas ^" acrescidos de água. Ou seja, a rniceta é o melaço que ateia possui etarsoL Os processos existentes atualmenfe para produção de SPC não aproveitam a miceia/melaç para produção de lecitina de soja.

[022] Âtuatmerrte as indústrias que produzem SPC, dentro e fora do pais, utilizam uma tecnologia de extração dos açucares solúveis com solução alcoólica a partir do farelo de so desengordurado, obtendo o SPC como únieo produto e um resíduo de processo denominado melaço de soja. Portanto, essa tecnologia proposta ^' /possibilitará que o melaço de soja seja. melhor aproveitado, possibilitando qu se obterstiaití dois produtos principias: o _; SPC e a lecitina de soja e coma resíduo o melaç de soja (com a mesma quantidade de farelo de soja desengordurado),

[0231 Existem três patentes, citadas no estado da técnica que descrevem a utilização: do melaço de soja como matéria prima, porém nenhuma para produção de lecitina de soja. Vide: o documento Ρ!0β005:29-0 A2 que descreve a utilização do melaço de soja para produção de etanol de ^: soja. Já α documenfe P109QG363-Q Â2 descreve a utilização do melaço para geração de vapor e energia através da. queima em Caldeira, E por último o documento PI0215504-4, o, quaise destina a. descreve a purificação e concentração dos açúcares ^: do melaço de soja - em forma de pó.

[O24J0 objètívo principal. á presente invenção é revelar e ^■ .proteger o processo ^' industrial ar / produção de lecitina: a partir _: do elaço/rnicela de :.soja. O process Industrial está: esquematizado na fig ra i, O inicio do processo propost se- di a. _: artir da parte liquida, micela alcoólica, proveniers e da plant industria) efe concenírado ^: proteico- de soja ^: (SPC), Essa micela ^: pode ser captada e enviada para o processo desta invenção em qualquer ¾m dos pontes do processo do SPC _* sendo acpçao ^" i _t o caso em :: ye _: a mlceíâ sai do extrator,: Ml _f da planta: de SPC com.2 a 1,0% de- sólidos e, a. opção 2, ond:e,â ^: mioela sai ^{: ■} rio primeiro conjunto de evaporadores, M2„ da planta de SPC com 5 a 20% de sôlldos,-

[0ÍÍ5| . A ytização da icela da opção ¹ apresenta maior rendimento de precipitação em relação a segunda forma de obtenção. Não obstante, tanto micela alcoólica que sai do extrator Mf(2 - 10%: -sólidos) uanto a micela que sai da evaporação M2 (5 - 20% de sólidos), ambas podem ser utilizadas, A micela segue então para ^: o trocador de. calor fTC í1) para obter temperatura T1 entre (10 - 9Q*C), sendo enviad em seguida para centrifugação;, (€T*01 para remoção de impurezas provenientes dó: processo . Esta remoção de ímporezas também pode ser feita em qualquer tipo de filtro (prensa, cesto rotativo e outros},, tanque de decantação ou qualquer outro equipamento apto a remover sólidos finos deste material liquido. Na. centrifugação {ÇT-91) serão obtidas duas correntes: uma corrente (ií ) composta, por Impurezas . acrescida de farelos finose outra corrente de micela centrifugada {IWC Ã corrente (í.i), composta por impurezas acrescida de farelos finos, é um resíduo da limpeza dá mlcete e pode ser .enviada . novamente para o processo- ^' de. SPC. Como este resíduo possuí etanol, a corrente (Ϊ1) mais preferencialmente deve e pode ser dosada no próprio extratór, nas prensas,: nos dessolventizadofes ou em qualquer um dos transportadores que alimentem qualquer um do equipamentos citados. Assim, esse resíduo será misturado com: o próprio concentrado proteico de soja, o qual ^■■ em qual ue um dos pontos oítados ambêm ainda: possuí etanol, sendo agora ambos, (11) e S.PG,, enviados juntos para o dessolyenizador. O;: dessoiventiza or é um equipamento da planta Industrial do ^: SPC que tara: como _: função remover etanol do SPG, A. micela oentrlugada (MC) é então enviada para outro trocador de calor TC- í2 a fim de obter temperatura 12 entre: (10 - 90*C} _!; e segue para: o- trocador de calor ( C-OSJ para obter temperatura S: entre (10 ~ ^" 90 ^' "C). Apôs a micela passar pelos do s- trocadores: citados e enviada pãra. etapa de centrf ^' u:gaçâo{CT-S;2}.., Na etap de ce ^: nt.rtfugaçãd T-ê2) ocorre a remoção de g ma, rica era fos ipídsos de so a, matéria prima principal para: produção de lecitina: de soja. Nessa: etap _;t {GT ^» 02) _t oco^rre ^■■■ ¾ ^■ formação de três cor entès efe sáí a:{Gt) goma imp contendo solução de etanol, B) mi ela degomada: - sem gomae 02 Impurezas acrescidas defareios finos* intende soíuçaO: de etanol.Assim, a mlcela doiom d troca cafó no (f£-®2)pàm obter uma temperatura. 14 mire (10 - 9Q°Ç) podendo agora retornar para o ..processamento normal de SPC, seguindo seu ^' fluxo; normal de destilação, ou outro fim que a empresa achar conveniente. A corrente com impurezas, acrescida de farelos finos: - {12), segue junto corn a corrente de imporezas _s aerescida de farelos finos. {11} _f as quais podem ser dosadas em qualquer parte do processo de SPC anterior ao processo de dessoiventizaçao, conforme descrito: anteriormente, Â, goma separada (GL), corrente principal deste processo, ê enviada para um tanque; de mistura (T - 01), onde serio adicionada de 1 ate 20 % d acido graxo (AG) ^' provenientedotanque: |T€M33| de 1 até 40 % de óleo de o a: {OS^proveniente do tanque |TQ-02)« Essã. mistura é homogeneizada em um tanque de mistur (W-0i)» A. mistura {Ml} deixa o tanque de mistura $ ^« CH) e segue par um secador de lecitina continuo ou em batelada (SL-01), dependendo da preferência do investidor. Essa secagem tem o objetivo de diminuir a umída e da mistura de goma acrescida de ácido graxo e óleo de soja (MT) de aproxímadarnente 40-60% para valores inferiores a 1 ,0% de umtdade ₍ ,maís ^' pf emnçíalmente-- aídfs entre 0,2-0,5% de umídade.

[028JA secagem da mistura (MT) é feita sob vácuo de 10 a 300 mm HG de pressão aosof ta, em temperaturas de 40 a i 30 °G, em seeadores _: continues ou descontínuos, com tempos de residência de 1 -4 minutos ou 60 -240 minutos, respectivamente., Q2?pima corrente de gases, idro alcoólicos (GB) é formad durant m secagem da mistura {MT)., A corrente gasosa {ÊSlH) ,é ^: enviada ^" para um conjunto d três condensadores em sériefGD-O jUS ! ^' « 03) onde acontece a mod nç : de fas da corrente gasosa (GH) para uma corrente liquida (LH)„ A corrente líquid (LH segue para o tanque fFG«01). A corrente (LH armazenada no tanque (TQ-U1) é lorma a. exclusivamente par etanol e água,: ;podendo :retpmar para processo:: de SPC, para ser utilizad como ^' álcool: de reposição no process de extracção dos açucares. Após deixar o secador (SL-01) a. lecitina quente (LQ com temperatura T5 entre (50—- i.0O.: ^' ) _t segue para o resfriador de tecftinâ RL-01) onde de verá obter uma temperatura T6 entre. (10 - 60 °C). â lecitina fria: |LF : segue ar outro tanque ^, de m&fem CTNHfô). onde m reajkado agora o acert firiaí dos parirnetro de yaliâade da lecitina :áea©adã. Esse acerto de qualidade final é leito adiciona ndo-se ácido graxo (AG) e óleo de soja {OSf nas quantidades necessárias >Âs quantidades de : ácido graxo β óleo de soja. a, serem adicionadas dependem única e exclusivamente das análises de qualidade do prodyto cpe deverão ser feitas em laooratorio. Apôs o acerto de qualidade final a lecitina de sofá fluída {LA), proveniente rifo melaço, está pronta para seguir para os tanques de armazenamento de Lecitina ÇTQ-

[Q28JQs parâmetros d qualidade da lecitina do melaç e d lecitina convencional do óleo de soja são apresentados na tabela seguir;;:

[029J Por fim Vale ressaltar que a: cog nt de gom limpa ( L) gèrey co o: produto final lecitina de sofá flyl:da, _: obtida pelo processo descrito acima com parâmetros de , qualidade expostos; na tabela; do parágrafo anterior,, O mesmo processo descrito de limpeza, reo ^y pera o /res oçãó- té a obtenção cl a. gom limpa pode ser usado para -produção de lecitin em pó ao invés de lecitina fluida, o-ncte para-a produção ^' de lecitina em pô a corrente cie goma limpa extraída (GL) _; obtida, após cenín gaçlo (ÇT-02)pode seguir para ti má exlra io d lipídios com ceto a. Ou ainda lecitina fluida: fina (LÁ) produzida pelo- processo descrito ness patente também poderá seguir para extraçâo de lipídeos com acetona gerando lecitina em pó. Ambos os processos podem aproveitar a goma impa (GL) ou a lecitina fluída finai (LÁ) para a produção, de lecitina em pó. OSQJO processo de recuperação de : uma lecitina de soja descrito também poder ser utilizado por empresas que não produzam Concentrado proteico: de Soja mas que queiram _: comprar o melaço de soja a o mercado e aplicar o processo- descrito nest patente . Para tanto será necessário adicionar logo no inicio uma etapa no processo descrito de diluição do melaço de soja , Esta etapa deverá compreendera, diluição com uma solução de etanohágua onde transformaremos o melaço comprado na micela soja M1 ou M2 descritas nesta patente para: que sej possível: aplicar o processo. Esía diluição tem como objétivos transformar o melaço: de . soja adquirido n o mercado com (60 - 90% de soldos) em uma micela com concentração de etanoí entre 30; - 0%: de etanol ) e atingir uma côncentração de sólidos m mícela entre |2 a 20% de

P31 JAinda também deve-se deixar: claro que tanto os açucares solúveis extraídos com solução nldro alcoólica nos processos de S PC patenteados _: , quanto os fosfolspídiôs, são extraídas do farelo de soja desengordura , Tanio: os açucares solúveis quanto os : fcsfolípftíios estavam presentes no ferefp de soja: desengordurado e foram extraídos com solução alcoólcaindo então parar na micela: de ^: sq|a _: a consequentemente: no melaço de soja Isto quer dizer que. pode-se faiar que a presente patente tampèm se trata da obtenção e lecitina de soja a partir do- farelo de soja desengordurado: Arribas denominações: expressam .o mesmo processo, Visto apenas por u _: angulo diferente.