CAMPO DA INVENÇÃO

[01] Presente invenção descreve um processo de reaproveitamento da lisogoma, a qual constitui-se de um resíduo oriundo do tratamento enzimático PLA (Fosfolipase A). O resíduo resultante do processo de tratamento do óleo já degomado, denominado industrialmente como lisogoma, é aplicado em um pré-tratamento de óleos já degomados para posterior tratamento e transesterificação do biodiesel. Em suma, o aproveitamento da lisogoma, apresenta-se como um pré-tratamento, pois visa diminuir os teores de fósforo, cálcio e magnésio presente no óleo degomado, através da ação de enzimas ativas presente na lisogoma e através de interações intermoleculares.

[02] Este novo processo resulta no reaproveitamento de um subproduto sem valor comercial que auxilia na redução significativa dos teores de fósforo, cálcio e magnésio. Elevados teores desses elementos químicos, interferem negativamente nos processos de modificação de óleos vegetais, em especial nas etapas de tratamento e transesterificação para produção de biodiesel.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] Atualmente, as indústrias realizam o tratamento do óleo já degomado através do método enzimático PLA com atividade de fosfolipase. As fosfolipases (A) são enzimas que clivam o ácido graxo na posição dois dos fosfolipídios, hidrolisando a ligação entre o ácido graxo e a molécula de glicerol. Esta fosfolipase em particular reconhece especificamente a ligação a ser clivada. [04] A enzima PLA (Fosfolipase A) hidrolisa seletivamente o ácido graxo oposto ao grupo funcional fosfato na estrutura de glicerol, produzindo um liso-fosfolipídeo e um ácido graxo. A molécula de liso- fosfolipídeo que perdeu um grupo funcional hidrofílico e o grupo álcool restante no local da reação é hidrofílica. A partir dos dois sítios hidrofílicos, a molécula de liso-fosfolipídeo torna-se solúvel em água e perde suas propriedades de emulsificação. Portanto, o processo de tratamento PLA (Fosfolipase A) do óleo já degomado, reduz as perdas de refino.

[05] A reação da enzima fosfolipase com os fosfolipídeos pode levar muitas horas, dependendo das variáveis de reação, como pH, temperatura, concentrações relativas e condições de mistura. O tratamento enzimático PLA é tipicamente realizado em óleos vegetais e em composições que foram primeiramente submetidos a degomagem, para se obter um produto que tenha um nível de fósforo baixo o suficiente para os fins pretendidos.

[06] O tratamento enzimático PLA no óleo já degomado é feito com o intuito de reduzir os teores remanescentes de fósforo, de cálcio e de magnésio.

[07] No tratamento enzimático PLA convencional, o óleo já degomado é aquecido por vapor de água a 55 a 70°C e posteriormente é feita a adição de 3-3,5% de água e 60-80ppm de enzima (fosfolipase) (pH 4 - 6). Essa mistura segue para um reator para que as enzimas façam a clivagem das ligações dos fosfolipídeos. A mistura é encaminhada para uma centrífuga para separação do sedimento. Este sedimento representa em torno de 3,5% do total de óleo processado sendo composto majoritariamente de água, de enzimas ativas, fósforo, cálcio e magnésio, o qual industrialmente recebe o nome de lisogoma (Figura 1).

[08] Assim, o presente inventor tendo pleno conhecimento técnico sobre os processos, verificou que o maior inconveniente no tratamento enzimático PLA (Fosfolipase A) do óleo degomado é a lisogoma (representada na Figura 1), pois esta é armazenada em tanques até alcançar o volume para ser descartada. O descarte da lisogoma é feito por empresas especializadas, o que gera um custo adicional ao processo.

[09] Em pesquisa realizada no estado da técnica identificou-se diversos documentos que descrevem métodos e processos para tratamento e refino de óleos vegetais, onde podemos destacar os seguintes documentos:

[010] O documento EP3601507 (Novozymes. 2017) descreve o refino de óleo vegetal em que os fosfolipídios presentes no óleo vegetal são hidrolisados e o óleo é subsequentemente sujeito a refino químico.

[011] O documento BR102014021463 (Petrobras. 2014) descreve um processo para o tratamento de óleos ácidos por meio de reação de esterificação catalisada por enzimas, que visa tornar a produção de biodiesel competitiva, utilizando matérias-primas de baixo custo e economia de energia, reduzindo o custo operacional de produção.

[012] O documento WO201 5162307 (Rodríguez, Juan Garcia. 2014) descreve um método para a produção de biodiesel a partir de óleos vegetais naturais e reciclados, aplicável a óleos com diferentes graus de acidez, que são submetidos alternadamente à esterificação em meio ácido, se necessário, seguido, em qualquer caso, por transesterificação em meios alcalinos. [013] O documento EP3008200 (Renewable. 2013) descreve métodos e dispositivos para produzir economicamente um produto de biodiesel purificado a partir de matérias-primas. Algumas modalidades dos métodos compreendem o uso de pelo menos um processo de pré- tratamento de matéria-prima em estado bruto e um processo de refino de ácidos graxos livres antes da transesterificação e a formação de biodiesel e glicerina em estado bruto.

[014] O documento EP1999241 (Cargill. 2006) descreve um sistema e método de degomagem de um óleo vegetal que compreende misturar uma corrente de alimentação em condições de cisalhamento ultra-alto para fornecer uma corrente misturada, passar a corrente misturada através de um tanque de retenção e separar a corrente misturada em uma corrente aquosa e uma corrente de óleo.

[015] Estes documentos citados no estado da técnica descrevem processos variados para o tratamento e refino de óleos vegetais destinados à produção de biodiesel e outras aplicações, porém estes documentos não descrevem e nem preveem uma etapa de reaproveitamento da lisogoma gerada no tratamento enzimático PLA do óleo já degomado.

[016] Portanto, o presente inventor tomando ciência dos processos de mercado descritos no estado da técnica, desenvolveu uma etapa adicional ao processo enzimático PLA (Fosfolipase A) que permite o reaproveitamento da lisogoma no pré-tratamento do óleo já degomado, de modo a diminuir os teores de fósforo, cálcio e magnésio e, consequentemente, melhorar o óleo para a etapa de tratamento enzimático PLA. Através da reutilização da lisogoma é possível melhorar a qualidade e aumentar o rendimento do produto processado, reduzindo os custos de produção e o consumo de catalisador na reação posterior de transesterificação do biodiesel.

[017] Desta forma, é objeto da presente invenção, um processo de reaproveitamento da lisogoma aplicado no pré-tratamento de óleos vegetais para posterior tratamento enzimático PLA e transesterificação do biodiesel. Em suma, o aproveitamento da lisogoma, que contém enzimas ativas, apresenta-se como um pré- tratamento pois visa diminuir os teores de fósforo, cálcio e magnésio presente no óleo já degomado. Este novo processo resulta no reaproveitamento de um subproduto sem valor comercial que auxilia na redução significativa dos teores de fósforo, cálcio e magnésio, os quais interferem negativamente nos processos de modificação de óleos vegetais, em especial nas etapas de tratamento enzimático e transesterificação para produção de biodiesel.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[018] É característica da presente invenção o processo de reaproveitamento da lisogoma oriunda da etapa de tratamento enzimático PLA (Fosfolipase A) no óleo já degomado. Visto que a lisogoma contém enzimas ativas e capacidade de interações moleculares, a reutilização da mesma visa melhorar a qualidade do óleo para as demais etapas.

[019] É característica da presente invenção um processo de reaproveitamento da lisogoma que prevê a diminuição dos teores de fósforo, cálcio e magnésio no óleo degomado, os quais interferem negativamente no processo de transesterificação do biodiesel.

[020] É característica da presente invenção um processo de reaproveitamento da lisogoma que prevê uma aplicação tecnológica de um resíduo sem valor comercial, auxiliando no aumento do rendimento do produto e na redução de custos de produção como na quantidade de enzima no tratamento enzimático e no consumo de catalisador na reação posterior de transesterificação do biodiesel.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[021] A Figura 1 representa a lisogoma oriunda do tratamento enzimático PLA (Fosfolipase A) convencional.

[022] A Figura 2 apresenta etapas do processo convencional PLA.

[023] A Figura 3 apresenta o esquema simplificado do processo de reaproveitamento da lisogoma para um pré-tratamento do óleo já degomado, detalhando as etapas de processamento enzimático PLA e o novo pré-tratamento processo de reaproveitamento da lisogoma.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[024] O processo de reaproveitamento da lisogoma aplicado no pré- tratamento de óleos já degomados, objeto da presente invenção, compreende uma etapa de reaproveitamento da lisogoma, a qual ainda contém enzimas ativas, oriundas do tratamento enzimático PLA no óleo já degomado. Através de uma reação de hidrólise (uma vez que há enzimas ativas na lisogoma) e por interação molecular e força de arraste, o processo de reaproveitamento da lisogoma, visa diminuir os teores de fósforo, cálcio e magnésio do óleo já degomado.

[025] O processo convencional PLA (hidrólise por ação de fosfolipases A) ocorre da etapa reacional (11) obtida a partir da adição da enzima PLA e água (3,0 à 3,5%) proporcional ao volume de óleo já degomado que entra no processo (80). Após determinado tempo de reação (11), a mistura enzima/óleo, segue para etapa de centrifugação (12), que tem por intuito remover os constituintes indesejáveis. O resíduo gerado nesse processo convencional é chamado de Lisogoma, a qual constitui-se de água, fósforo, cálcio, magnésio e enzimas fosfolipases ativas. Na Figura 2 estão apresentadas as etapas do processo convencional PLA.

[026] O processo de reaproveitamento da lisogoma apresenta as seguintes etapas: a) A lisogoma (10), resultante do tratamento enzimático PLA (11) (hidrólise por ação de fosfolipases) do óleo degomado é retornada em fluxo contínuo para um misturador (20) e reator (30) do pré-tratamento do óleo degomado (40), ou seja, a lisogoma (10) gerada no processo original PLA é redirecionada para uma nova etapa (100) para ser usada no pré-tratamento do óleo degomado; b) O óleo degomado (40) é aquecido através de um trocador de calor (50), entre 50-70°C, para a posterior mistura (20) com a lisogoma (100). Sendo que nesta etapa as condições de temperatura podem variar de acordo com a enzima utilizada no processo enzimático PLA (11). c) Na sequência, a mistura óleo-lisogoma segue para a etapa reacional, a qual ocorre em um reator (30). Nessa etapa, ocorre a hidrólise das ligações dos fosfolipídeos. Também por interação molecular e força de arraste ocorre a diminuição dos teores de fósforo, de cálcio e de magnésio. d) Conforme a linha de produção, a lisogoma (100) pode ser separada do óleo por uma operação de decantação (60) ou centrifugação (70) para sua retirada da linha de processamento. Após o óleo degomado passar pelo novo pré-tratamento é disposto em um tanque (80) onde passa pelo tratamento enzimático convencional PLA (11) e centrifugação (12) para formação da lisogoma (10) seguindo o fluxo contínuo de formação da lisogoma. A lisogoma (100) é então retirada do óleo, porque nela contém fósforo, cálcio e magnésio, além de enzimas inativas que prejudicam as demais etapas (13) de tratamento do óleo e transesterificação; e) Assim, após o novo processo de reaproveitamento da lisogoma, o óleo com baixos teores de fósforo, cálcio e magnésio, segue para o tratamento convencional PLA e posteriormente para a etapa de transesterificação do biodiesel. Vale ressaltar que as etapas podem variar, conforme a planta de processamento, o direcionamento ou processamento destes óleos.

TESTE DE LABORATÓRIO

[027] Após o reaproveitamento da lisogoma, foi identificado que o óleo proveniente deste pré-tratamento apresenta uma redução considerável do conteúdo de fósforo, cálcio e magnésio. Também apresenta melhor rendimento nas etapas seguintes de tratamento PLA e transesterificação, conforme pode ser identificado nos Quadros 1 , 2, 3 e 4.

Quadro 1 - Conteúdo de fósforo no óleo degomado (P001) Quadro 2 - Conteúdo de cálcio no óleo degomado (P001)

Quadro 3 - Conteúdo de magnésio no óleo degomado (P001)

Quadro 4 - Conteúdo de Fósforo, Cálcio e Magnésio [028] Desse modo, foi verificado a redução significativa dos teores de fósforo, cálcio e magnésio no óleo degomado. No entanto, estes índices podem sofrer algumas modificações conforme a qualidade do óleo degomado e a condição da lisogoma. De modo geral, em alguns casos os resultados atingem uma redução de mais de 83% para os teores de fósforo, 90% para os teores cálcio e até 100% para os teores de magnésio.

[029] Então a porcentagem de redução depende de vários parâmetros, no entanto vale ressaltar que sempre ocorrerá uma redução significativa desses elementos quando utilizado o novo processo de reaproveitamento da Lisogoma, o qual utiliza o resíduo do processo enzimático PLA chamado Lisogoma no pré-tratamento de um óleo já degomado.