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http://www.rfontanaconsultoria.com.br/ - Desenvolvimento de Tecnologia

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    PROCESSOS E DESEVOLVIMENTOS (P&D) E CONTROLE DE QUALIDADE (C&Q) - TECNOLOGIA.

    RESUMO GERAL:

    • COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO AO ÓLEO DIESEL – BIODIESEL.
    • PROGRAMA DE CONTROLE OPERACIONAL.
    • LECITINA INDUSTRIAL E ALIMENTÍCIA.
    • PROCESSO ZENITH – REFINAÇÃO FÍSICA.
    • INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA - PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE GRÃOS E SEU CONDICIONAMENTO -DESENVOLVIMENTO DE “GRAIN-EXPANDER” .
    • DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO PARA ALIMENTAÇÃO - APLICAÇÃO EM CONFINAMENTO DE AVICULTURA  TRATAMENTO BIO-ENZIMÁTICO DE SOJA - APLICAÇÕES BÁSICAS EM RAÇÕES PARA ANIMAIS MONOGÁSTRICOS EM CONFINAMENTO.
    • FARINHA DE SOJA DE ALTO TEOR PROTEÍNICO.
    • PROCESSO INDUSTRIAL DE DEFLEGMAÇÃO DE GASES.
    • MONOGRAFIA PREMIADA EM QUIMURGIA - PRÊMIO NÍVEL FEDERAL EM QUÍMICA - CONSELHO FEDERAL DE QUÍMICA. DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE - APLICAÇÃO EM QUALIDADE TOTAL.
    • INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA - UNIDADE INDUSTRIAL DE PROCESSO DE TRATAMENTO RESIDUAL - TRATAMENTO TÉRMICO E QUÍMICO DE LEX-PROTEÍNA (FARELO) - (DETOXICAÇÃO / DESATIVAÇÃO).
    • PROCESSO DE BIODIGESTÃO ANAERÓBICA.
    • PROCESSO DE REAÇÃO CATÁLITICA DE BIODIESEL - "RFLC" REAÇÃO POR FLUXO LAMINAR CONTÍNUO. 
    • ETRA / SRTRA - SISTEMA DE RECUPERAÇÃO, TRATAMENTO E RECICLAGEM DE ÁGUAS.
    • FILTRAÇÃO PARA RECUPERAÇÃO E RECICLAGEM DE ÓLEOS VEGETAIS. 
    • TRATAMENTO DE ÁGUAS - EFLUENTES - SISTEMA CATALÍTICO OXIDATIVO

     

    COMBUSTÍVEL ALTERNATIVO AO ÓLEO DIESEL – BIODIESEL - (ESTERIFICAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS).

     Anos : 1982 a 1987

     OBJETIVOS:

     Um dos piores poluidores ambiental é o residual de ácidos graxos derivados de processamento de alimentos, quer de origem vegetal ou animal.

     Estes ácidos graxos normalmente acompanham em condição de dispersão ou não as águas residuais de processamento industrial, e via de regra embora se possua o cuidado de efetuar um tratamento destas águas residuais com tratamento alcalino ou ácido, floculação, separação posterior e tratamento aeróbico, ainda assim existe uma pequena parcela dos mesmos que acabam por acompanhar as águas de descartes, e o DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) das águas contaminadas normalmente se encontra em altas taxas, com prejuízo mortal para a fauna e flora dos rios que os recebem. A melhor solução é encontrar uma utilização para estes produtos poluidores, que não sejam o seu descarte e necessidade posterior de eliminação.

     No inicio de 1.982, em plena crise de fornecimento e custos alto do petróleo e seus derivados, com o preço do barril de petróleo ameaçando atingir o valor de US$ 35 por barril, em função do cartel da então OPEP, iniciamos um projeto pioneiro no Brasil, que seria a pesquisa e obtenção de um combustível alternativo ao óleo diesel.

     O princípio seria a trans-esterificação de ácidos graxos, e para tanto se desenvolveu inicialmente testes de laboratório e posteriormente a construção de uma Usina Piloto de Testes, para transformação de ácidos graxos em um éster etano-alcóolico, com ajuda de catalisadores e um processo em ciclo fechado, através de refluxo de operacionalidade e destilação parcial ou fracionada posterior. Uma imagem do setor industrial projetado:

     A idéia em si não era original, muito embora aqui aprimorada, pois os alemães no decorrer da 2ª Guerra Mundial, efetuaram alguns testes com o mesmo objetivo, com utilização de gorduras animais (gordura e sebo de boi, obtidos em frigoríficos), porém os resultados não foram bons. A finalização da Guerra Mundial e a derrota do III Reich, acabou por sepultar a idéia.

     O projeto e processo foram desenvolvidos no âmbito de uma cooperativa existente em Maringá, Estado do Paraná, que possuía amplo suprimento de ácidos graxos, derivados de refino de óleos vegetais (borra residual de degomagem e de refino - soapstock), e a vantagem suplementar de que possuía ainda um sistema de transporte próprio, onde se utilizava diversos veículos pesados movidos por motores de ciclo diesel.

     O que se iniciou em testes de laboratório, na base de retortas e condensadores de vidro, acabou por ser transferido para a Usina Piloto de Testes, construída especialmente para tal, e com capacidade para obter-se cerca de 250 litros de éster não clarificado por operação tipo “batch”, porém em condições de ser utilizado para queima em motores de ciclo diesel.

     Posteriormente desenvolvemos um sistema industrial de clarificação e estabilização do mesmo, e que o colocava nas mesmas condições físicas de cor, aparência e visualidade do próprio diesel.

     RESULTADOS:

     Separou-se quatro tipos de veículos, dois idênticos marca Mercedes-Benz (Modelo 1313) e mais dois idênticos marca Scania Vabis, todos ainda sem utilização, sendo que cada veículo de uma marca passou a utilizar o óleo diesel comum e os outros o éster obtido pelo processamento oleoquímico supra mencionado.

     Após um período de utilização de aproximadamente 800 mil quilômetros continuamente em mais de vinte meses e, com uma bateria de testes completos comparativos, obteve-se resultados que surpreenderam todos os técnicos envolvidos na pesquisa, pois os motores que utilizaram o éster, praticamente não sofreram desgastes, e com uma economia de combustível na ordem de 20% inferior àqueles que consumiam o óleo diesel e apresentar ainda consumo de lubrificante muito inferior ao combustível original (diesel), de forma que a troca de lubrificantes nos motores que consumiam o éster praticamente era efetuado obedecendo-se um critério de segurança e não propriamente aquele ao qual se observa ao consumir o próprio diesel.

     Passamos então a desenvolver um projeto mais completo, cujo descritivo técnico se encontra de nossa posse até hoje, de uma instalação industrial completa, de capacidade para 25 toneladas por dia de processamento, e que não somente iria possuir condições de obter ácidos graxos esterificados, como também toda a variedade de transformação daqueles produtos em derivados da oleoquímica com utilização imediata ou secundária no setor industrial brasileiro, tais como os ácidos graxos epoxidados e aqueles de aplicação em resinas especiais. Chegou-se a iniciar a montagem de estruturas metálicas, pois o sistema industrial o objetivamos para que o fluxo fosse gravitacional na maioria dos fluxos setoriais, com alimentação do sistema pela parte superior - 4º pavimento -, e seqüencialmente descenderia até o piso térreo, onde os produtos obtidos seriam então bombeados por unidades de pressão positiva para os reservatórios específicos para cada um dos produtos.

     O reator principal teria condição de trabalho com pressão positiva e negativa, de forma tal que se necessitasse de um fracionamento de produtos, o mesmo além de reacionar em refluxo, também teria condições de destilação sob vácuo e até por arraste por vapor.

     As baterias de testes coincidiram com o termo final do governo autoritário militar, e em Janeiro de 1985, recebemos a visita de um militar da alçada do governo federal, que em nome da segurança nacional, nos proibiu, na condição de idealizador e técnico responsável, de continuidade com o projeto. Tivemos de abortá-lo e conseqüentemente seu arquivamento. Julgamos então que, o projeto feria naquela época interesses de multinacionais que distribuíam derivados de petróleo no Brasil e principalmente a estatal que possuía e ainda possui o monopólio desta questão.

     Efetuar singularmente uma unidade industrial nestas condições, muito embora seja de alto custo de implantação esbarra atualmente em duas questões básicas de mercado: o preço do petróleo com o descrédito e desmembramento da OPEP, mantém-se até então abaixo de US$ 12 o barril, e haveria também a necessidade de criação de um mercado que viesse a confiar neste combustível e com todos os custos de divulgação e penetração de mercado. O próprio Proálcool indica que esta seria uma tarefa para instituições governamentais e não propriamente para empresários, mesmo de grande porte.

     A pedido da própria máquina governamental, nos direcionamos ainda para alguns projetos derivativos do mesmo em ciclo de motores pesados, em conjunto com o CTA - Centro Tecnológico da Aeronáutica, em São José dos Campos, SP (anos de 1986 e 1987), que acabou por gerar dois outros projetos : um próprio para se desenvolver então um motor pesado para o ciclo álcool etílico carburante e que hoje está direcionado para aplicação em motores de aviação, pela segurança operacional que apresenta pois é isento de panes, e outro, em esterificações de ácidos graxos que acabou sendo utilizado por empresa situada no nordeste do Brasil para obtenção de resinas especiais isolantes, com aplicação no setor de telecomunicações, a partir do óleo de mamona (Riccinus Vulgaris).

     O projeto poderá ser ressuscitado quando houver escassez de petróleo e seus derivados e o preço ultrapassar as barreiras de custo que o próprio éster apresenta para ser produzido em média e grande escala industrial, ou ainda, por questões ambientais

     

    PROGRAMA DE CONTROLE OPERACIONAL.

    Anos: 1965 e 1966.

    OBJETIVOS:

    Meados dos anos 60, iniciou-se no Brasil a implantação de uma série de indústrias de óleos vegetais de extração por difusão através de solventes em processos contínuos.

    O solvente mais específico e que acabou por ser o adotado por todos os sistemas contínuos, foi o n-hexano e seus isômeros, produto alífático de origem orgânica derivado das frações leves da destilação do petróleo. É volátil, extremamente combustível e explosivo por excelência e tóxico,  tanto que deve-se adotar uma serie de cuidados na sua manipulação ou utilização industrial.

    O produto em fase de maior desenvolvimento no setor de extração de ácidos graxos e derivados de vegetais tipo grão, foi a soja (Glicine Max.), com início agrícola no Brasil nos primeiros anos daquela década.

     A melhor tecnologia de difusão por solventes  foi adquirida do Japão, pelo Grupo Bunge & Born, no Brasil : Sanbra - Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro Ltda., e Sanrig S.A., e mais um conglomerado de aproximadamente 70 empresas), para utilização em três fábricas implantadas no país : Sanrig S.A. ( Esteio, RS ), Maringá, Paraná e Bauru, São Paulo, com opção pelo tecnologia De Smet, originária da Bélgica.

     A tecnologia embarcada de então e as normalizações e procedimentos técnicos para a extração através de difusão por solvente não eram as ideais, com riscos de acidentes e com custos muito altos de operacionalidade industrial, principalmente pela perda de gases deste solvente para a atmosfera ou através do próprio residual de farelos (miscella or single hexan in meal system).

    Optou-se e então pelo desenvolvimento de um Programa de Controle, visando a correção ou melhor eficiência deste tipo de atividade industrial.  

    RESULTADOS:

    Fomos contratados então, na condição de estagiário no P&D daquela empresa, em Junho de 1965, para o desenvolvimento de um melhor sistema de trabalho geral de preparo, condicionamento, extração e recuperação de solventes no processo do complexo soja, e conseqüente redução de custos industriais. A unidade industrial escolhida para os testes e desenvolvimento de técnicas, foi o setor industrial instalado na cidade de Maringá, Paraná.

    Definimos naquela época todos os parâmetros que até hoje são utilizados nestes setores industriais brasileiros, e também adotado no exterior, pois até então indicava-se um sistema de lâminas de soja (soybean flackes) na ordem de 0,45 mm de espessura e o nosso P&D indicou que a melhor espessura seria de 0,365 mm.

    Juntamente com este fator, definiu-se também uma melhor granulometria de e decorticação e sua umidade especifica de trabalho, de óleo residual no lex, de concentração de miscelas no sistema contínuo de extração, de fluxo de destilação e dessolventização e moagem de farelos.

    Com isto reduziu-se drasticamente o consumo daquele derivado de petróleo dentro do setor industrial de extração de óleos vegetais, com economia substancial de custos e eliminação de riscos de acidentes (explosões e incêndios) e uma melhor performance no processo industrial, com melhor rendimento operacional.

    Este tipo de trabalho nos credenciou na época a ser promovido em apenas sete anos de trabalho naquele grupo empresarial, para a condição de gerente nos setores industriais que o mesmo possuía no Brasil, e como dizemos anteriormente, acabou por ser adotado por todos os setores industriais brasileiros e no exterior. Sistemas de extrações projetados posteriormente e a partir de então, foram definidos em função destes parâmetros.

     

    LECITINA INDUSTRIAL E ALIMENTÍCIA - (SOYBEAN LECYTHIN - LECYTHINS, CEPHALINS AND INOSITOIS).

     Anos : 1968 a 1970

     OBJETIVOS:

    Existe um subproduto do setor alimentício e  derivado da soja, que possui o mesmo estigma do Bom-Bril: é um produto de mil e uma aplicações. Sendo por excelência um antioxidante, dispersante e escolhido como o melhor  veículo da maioria dos produtos alimentícios, principalmente no setor de óleos, gorduras, massas e derivados de panificação. É utilizando ainda no setor de combustíveis e inúmeras outras aplicações industriais. Denomina-se comercialmente como "Lecitina de Soja".

    É necessário como complemento alimentar pois a sua característica físico-química é a mesma que compõem as membranas celulares e sua condição própria à difusão por processo osmótico: é desta forma que as células vivas conseguem alimentar-se e eliminar toxinas e metabólitos.

    Porém para ser bem comercializado, necessita possuir algumas qualificações e especificações técnicas especiais, que até então eram obtidas por aditivação de produtos químicos que vinham comprometer a sua imagem de produto natural por excelência e alguns até mesmo interferindo na sua condição natural, o que e para a sua melhor aparência de clarificação, restava um residual químico de peróxidos que em alguns níveis acabavam por reprovar o produto comercialmente e principalmente no mercado internacional. Somando-se a isto e para transformar este produto em condição dispersável em água, necessita-se a adição de um derivado de petróleo que comprometia sua virtude de produto natural “green”.

    O produto brasileiro era rejeitado no mercado exterior, por seu aspecto escuro, aparência física e de viscosidade e qualificação química. 

    Efetuamos inúmeros testes e direcionamento de operacionalidade industrial, o que acabou por colocar o produto brasileiro nas condições de qualificação e especificações comerciais internacionais.

    RESULTADOS:

    Como solução para a questão de aparência, aspecto e qualificação, que envolvia necessariamente um residual e peróxidos, desenvolvemos na floculação de processo (fase em que hidrata-se a lecitina, cefalina e inositóis, de forma tal que o produto fique com densidade específica diferenciada dos outros ácidos graxos vegetais, e com isto possibilita a sua separação por centrifugação) uma aditivação de  solução bio-química, onde interagiam produtos químicos não agressivos à saúde e ao próprio produto, e que eram eliminados totalmente na fase de secagem à vácuo posterior, de forma que, o produto após finalizado tornava-se claro, de muito boa aparência e sem os resíduos de peróxidos que até então possuíam.

     Possibilitou-se também a criação com isto de uma grade de pelo menos cinco produtos diferenciados de lecitina de soja, classificados então pelo grau de acides, percentual de ácidos graxos, cor, viscosidade e outros parâmetros. Todos indistintamente passaram a ser aceitos internacionalmente, colocando o produto brasileiro no mercado exterior. E os fabricantes no exterior, passaram a adotar o sistema industrial então desenvolvido nesta facção fabril como um padrão internacional de comercialização.

    A problemática de dispersibilidade em água, sem utilização de agentes químicos agressivos, desenvolvemos um sistema operacional onde se dilui o produto semi-pronto em um solvente apolar orgânico natural, efetua-se separação por cristalização dos inositois, de forma que a maior massa resultante tornava-se extremamente dispersa em água, transformando-se em um produto muito similar ao leite bovino quando misturado em água, muito embora seja um produto graxo. Com isto transformou-se de forma simplificada a sua aplicação no setor alimentício de massas e panificação em geral. Hoje a lecitina de soja está presente quase que na totalidade de todos os alimentos prontos industrializados.

      

    PROCESSO ZENITH – REFINAÇÃO FÍSICA - (PHISICAL REFINNING VEGETABLE OILS AND FATS).

     Anos : 1969 a l.973

     OBJETIVOS:

     No processo convencional de refino de óleos vegetais e gorduras, com finalidade ao setor de alimentos, o objetivo é eliminação parcial ou total dos ácidos graxos insaturados, de forma que o produto não apresente acides residual acima de 0,05% , e que venha comprometer o mesmo nas suas condições organolépticas: sabor, cor, consistência e especificações básicas de saúde. Nestes processos, compactua-se com um inconveniente: a perda de produto bom, consequência de oclusão e arraste, uma vez que o processo centrífugo é físico-mecânico (envolve aspectos de diferencial de peso especifico e gravitacional) e quando não bem conduzido, poderá deixar residuais desagradáveis no produto pronto, tal como os próprios ácidos graxos que se objetivava eliminar, o produto saponificado (soapstock) ou umidade.

    Adaptando duas torres e um sistema completo de complemento de refino em uma instalação contínua de óleos vegetais de soja e caroço de algodão, em uma fábrica existente em Maringá, Estado do Paraná, do grupo Bunge & Born, desenvolvemos um processo contínuo de refino por contato físico, refino este em fase de miscelas para óleos vegetais, com especificidade para o de soja, utilizando-se o princípio de detergência e neutralização.

    O processo foi desenvolvido por uma equipe de técnicos especializados naquele setor, e nos coube a fase de composição do próprio projeto e também a de operacionalidade da instalação e suas correções de fases operacionais, de forma que o mesmo se tornasse viável técnica e econômica.

    Consistia o sistema em duas torres principais, onde em uma se define a degomagem do óleo vegetal, com eliminação de fosfo-lipídeos (lecitinas, cefalinas, inositóis e produtos análogos), através de uma solução alcalina de detergentes industriais. A separação é efetuada no topo da coluna, de forma tal que as gomas hidratadas são encaminhadas ao sistema de dessolventização de todo o conjunto de extração contínua, enquanto que o produto degomado foi encaminhado à segunda fase do processamento, que é uma segunda torre onde emprega-se um agente refinante - acido docecil-benzeno-sulfônico diluído e aditivado -, cuja função é a extração do produto principal - óleo vegetal degomado -, dos ácidos graxos insaturados.

    Fluxo de materiais, tempo, temperatura, concentrações e a própria condição física em que estes materiais e o próprio óleo vegetal interagem são fatores fundamentais neste sistema. O “soapstock” residual é separado por diferencial de densidade no corpo da própria coluna, e em fase posterior sendo repassado por centrifugação para eliminação total de sabões e umidade e encaminhado à desodorização final e secagem.

    RESULTADOS:

    O processo mostrou que a perda de produto bom neste sistema é zero, enquanto que no convencional é exponencial em função da própria acides do produto, ou seja, quanto maior a acides, maior a perda por oclusão de óleo vegetal próprio para consumo humano. O cálculo desta perda e arraste, situa-se através de testes de laboratório e define-se como perda cromatográfica. Com o processo Zenith, esta perda apresentou-se praticamente em zero.

    O seu custo operacional, situa-se a aproximadamente 40% do custo do processo convencional, eliminando-se a inconveniência de poluição ambiental de graxos e gorduras no descarte de águas residuais de processamento, fator este extremamente difícil e custoso de eliminação total nas E.T.A. - Estações de Tratamento de Águas Residuais.

     O sistema encontra-se em funcionamento no complexo de refino e produtos de oleoquímica daquele grupo empresarial, no bairro do Jaguaré, São Paulo, uma vez que foi o mesmo que custeou o desenvolvimento do mesmo e efetivou a respectiva patente de processo industrial.

      

    INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA - PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE GRÃOS E SEU CONDICIONAMENTO

    DESENVOLVIMENTO DE “GRAIN-EXPANDER” - (SETOR GERAL DE ALIMENTOS)

     Anos : 1967 a l.974

     OBJETIVOS:

    Aproximadamente 60% dos alimentos consumidos mundialmente derivam do setor agrícola, e este fundamentalmente se baseiam no processamento de grãos: cereais e análogos, com algumas exceções como as verduras e frutas.

    O grão possui uma defesa natural que é o seu invólucro, ao qual denominamos vulgarmente de “casca”, e por ser um elemento orgânico vivo, quando rompe-se ou danifica-se este invólucro, agentes catalisadores ou interferidores passam a interagir com a polpa daquele produto, alterando as suas características físicas e químicas.

    Os cereais (soja, milho, arroz, trigo e outros) possuem em seu meio além de carboidratos, amidos, sais minerais bem como ácidos graxos específicos e proteínas e enzimas, sendo que estas últimas são formadas por longa cadeias de aminoácidos e se dividem basicamente em dois segmentos: as proteínas propriamente ditas e as enzimas, que são proteínas específicas e que possuem em sua cadeia orgânica formadora um sistema próprio denominado de centro ou núcleo alostérico, responsável pela condução biológica e metabólica do mesmo. É este sistema que o diferencia como elemento vivo.

    Este centro ou núcleo alostérico, é responsável também pelas interligações químico-biológicas daquele organismo vivo (semente), e efetua inclusive, entre outros fatores, a combinação entre carboidratos, gorduras e proteínas (amino - lipo - proteínas), de forma que com o passar do tempo, em seu ciclo vegetativo de vida, o grão se altera substancialmente em sua característica interna até a sua total degradação ou morte.

    Quando se manipula cereais e grãos, para preparação dos mesmos na condição de alimentos, principalmente para o consumo humano, tem-se que conhecer profundamente todas estas características e também prever e até inibir certas alterações que podem ocorrer em função de alterações decorrentes deste processamento e interferência de produtos os mais diversos, tais como o ar atmosférico, temperatura, pressão ou vácuo, além de uma gama muito grande de agentes catalisadores de reações, dos quais no norte do Paraná, indicamos como o mais importante o ferro e cádmio presente na terra roxa, própria desta região. Estes dois metais, em contato com a parte interna dos grãos, agem como catalisadores positivos de reações de oxidação, podendo em conjunto com o oxigênio do ar, alterar de forma brutal a condição natural dos grãos e cereais em geral, principalmente aqueles onde a atividade enzimática é muito intensa.

    Os sistemas de inatização enzimática, através de reações químicas e também por processo físico-térmico-mecânico foram os objetivos deste desenvolvimento de tecnológica.

    Fase I - Condicionamento para possibilidade de armazenamento a longo prazo de gérmen de milho recém processado em industrias de farinhas de milho.

    O objetivo seria a extração, em condições o mais natural possível, o respectivo óleo vegetal de milho, para desenvolvimento de um produto que hoje é comum em todas as prateleiras de supermercados: a margarina derivada de óleo de milho (Margarina Milla), primeira margarina tipo “soft” no mercado brasileiro.

    Em meados e até final dos anos 60, a disponibilidade no norte do Paraná, de gérmen de milho que pudesse ser utilizado em grande volume na extração das respectivas gorduras e ácidos graxos não era grande, de forma que a sistemática era comprar e avolumar este produto em um silo ou armazém, seqüencialmente, até se possuir um volume tal que pudesse ser processado de forma contínua de uma só vez. Além deste inconveniente, o gérmen de milho extraído na fase de processamento de farinhas de milho, mal rompida a casca do próprio grão e também o invólucro natural do gérmen (parte branca em forma de unha que existe na ponta do cereal e que possui proteção própria interna através de uma membrana), o mesmo passava a oxidar-se violentamente em virtude das enzimas ali presentes, praticamente dobrando a acides, dia após dia. Após uma semana, o produto estava completamente degradado, com acides próxima de 45% o que inviabilizava o seu aproveitamento industrial.

    Inicialmente, após inúmeros testes de laboratório e aproveitando um sistema comum de pelletização de farinhas, modificamos e adaptamos o mesmo, de forma tal que ao invés de utilização de vapor de água saturado, induzimos na massa processada, amônia gasosa, o que acabou por inibir as atividades enzimáticas por um período de aproximadamente três semanas, tempo este bastante suficiente para avolumar produto de forma a poder-se processar industrialmente, e com acides bastante próxima do original, ou seja, cerca de 2,5%.

    O inconveniente era o próprio processamento, em virtude das dificuldades de manipulação do gás amônia, extremamente tóxico e desagradável, uma vez que utilizávamos o mesmo em grande volume e condicionado em cilindros de 45 quilogramas. Quaisquer vazamentos ou descuidos de dosagem, os operadores ficavam sujeitos a respirar a amônia, que causavam grande mal estar. O próprio produto processado possuía um residual de gás amônia que acaba sendo liberado para a atmosfera, motivo pelo qual o armazenamento sempre foi desenvolvido em silos abertos e com ventilação.

    O processamento serviu durante aproximadamente dois anos, e neste espaço de tempo, desenvolvemos um novo sistema industrial, que consistia na estabilização da parte enzimática do grão: choque físico térmico-mecânico.

    Fase II - O desenvolvimento do sistema industrial denominado de extrusão de grãos pelo “Grain-Expander”.

    Observamos neste fase de desenvolvimento de tecnologia processual que as enzimas contidas nos grãos são sensíveis a alguns fatores, tais como pressão e temperatura, desde que conjugadas com umidade específica. Foi neste objetivo que desenvolvemos um sistema de máquinas industriais, que pudesse condicionar o grão, de forma tal que não danificasse seu conteúdo organoléptico, porém inativando algumas enzimas que, após rompida a sua proteção natural, agiram de forma inconveniente.

    A máquina principal, consiste em um cilindro contínuo fechado, com um eixo helicoidal progressivo em forma negativa de área e volume e um sistema de mancais internos que dão sustentação ao mesmo tempo que agem como agitadores e misturadores ( mixers ). Na fase de compressão do produto no corpo da máquina, em cuja extremidade existem oclusores na forma de matrizes de diversas dimensões, injeta-se vapor de água saturado, pressão de aproximadamente 10 kg/cm² e temperatura de 125 graus centígrados.

    Fluxo contínuo, adição de umidade a alta temperatura e pressão progressiva, acabam por comprimir o produto de forma tal que, ao ser expelido pelos bocais matrizes no seu final, finalizam por dar um choque físico térmico-mecânico no produto, com uma expansão brutal, de forma tal que as enzimas (núcleos alostéricos das proteínas), são parcialmente rompidos e com isto elimina-se a atividade biológica das mesmas, porém sem comprometer suas qualificações básicas de alimento.

    Além do exposto, o produto fica consistindo de um retículo fibroso e permeável por excelência, o que facilita a difusão de solventes para extração do óleo vegetal contido, além de diminuir o seu volume (aumento de peso específico), possibilitando um grande aumento de produtividade no sistema industrial, em cerca de 35%. O próprio processo de extrusão físico-mecânico acaba por também romper parcialmente as membranas das micro-células que efetuam a contenção dos ácidos graxos, de forma a facilitar em muito o próprio sistema de extração em si.

     RESULTADOS:

    O sistema possibilitou o desenvolvimento de margarinas derivadas das gorduras e ácidos graxos oriundos do milho e de outros grãos, onde a atividade enzimática original era fator negativo, fazendo com que os produtos alimentícios possuíssem melhor qualificação e estabilidade (shelf-live).

    Processo global hoje e da própria maquina que integra o universo dos equipamentos no setor de preparo e condicionamento de grãos ao setor de alimentos, encontra-se patenteado industrialmente, e é utilizado de forma intensiva em todos os processos onde se queira melhor condicionamento físico-químico enzimático e também de melhor performance industrial. Reduções de custos industriais e menores consumos de insumos e materiais auxiliares de fabricação também são fatores que devem ser considerados como positivo, além do aumento de produtividade das instalações industriais mais antigas e não modernas, pois as mais recentes, via de regra, já possuem o sistema industrial em descrição como parte integrante do mesmo.

    Encontra-se ainda atualmente em quase todas as unidades industriais de extração de óleos vegetais e ácidos graxos, bem como de produtos interligados ao setor de rações animais ou de extrusão, de forma a se poder obter uma estabilização de qualidade dos alimentos, quer para consumo animal ou humano, ou de produtos diversos.

    Uma imagem atualizada do equipamento em questão:

     

     

    DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO PARA ALIMENTAÇÃO - APLICAÇÃO EM CONFINAMENTO DE AVICULTURA.

    SETOR INDUSTRIAL DE ALIMENTOS.

    DEFINIÇÃO DE REDUÇÃO DE TEMPO DE CONFINAMENTO E AUMENTO DE PRODUTIVIDADE GERAL.

     Anos : 1989 a 1991

     OBJETIVOS:

    Desenvolvimento de um produto derivado do feijão soja, para aplicação como alimento direto no setor de avicultura, com finalidade de melhorar a performance no setor avícola e também a redução do tempo de confinamento para os animais encaminhados ao abate e processamento de carne.

    O feijão soja, in natura possui uma serie de aproximadamente duas dezenas enzimas básicas entre as 36 possíveis de existência em condições naturais, das quais as principais como urease e lipoxidase, interferem drasticamente na digestão dos animais monogástricos (de um só estômago), pois estas enzimas são inibidores das enzimas próprias na saliva e também no trato digestivo dos mesmos. O farelo de soja, possui estas enzimas em forma desnaturalizadas, porém perde-se com o processo toda as virtudes de potencial energético total do feijão soja e também alguns aspectos de dispersibilidade dos aminoácidos essenciais e principais proteínas, tal como a lisina.

    Desenvolvemos, especificamente para uma empresa no interior do Estado de São Paulo (Betinha Alimentos Ltda., então posteriormente adquirida adquirida pelo Grupo Ceval S.A. / Bunge), e que possui unidade industrial de rações animais em Goiatuba, Estado de Goiás, um processo industrial total e integrado, denominado de Jet-Exploder.

    O objetivo principal foi a obtenção de um produto derivado da soja que contivesse todos as suas características originais, menos a problemática de interferência enzimática no processo digestivo dos animais monogástricos, especialmente aves.

    O sistema desenvolvido inibe a atividade enzimática em duas fases distintas: inativação quase que da totalidade das enzimas presentes ao feijão soja, de forma a preservar a dispersibilidade dos aminoacidos e proteínas em água, porém somado as condições de rompimento das microcélulas que contém a parte energética do grão (ácidos graxos, lecitina, cefalina e inositóis) a fim de que estes produtos pudessem ficar disponibilizados na digestão rápida e metabolismo alto como é o das aves. Maceração, cocção e expansão explosiva posterior foi o sistema adotado, com equipamentos completamente automatizados, de forma que na fase final o produto apresentasse um diferencial de pressão e temperatura, em cerca de apenas três segundos, na ordem de 25º C para aproximadamente 240º C e resfriamento brusco.

    Montou-se em cima de nosso projeto, um setor industrial próprio denominado Jet-Exploder, com capacidade para processamento de 75 toneladas dia.

    RESULTADOS:

    A soja in natura, embora possua produtos antioxidantes importantes na alimentação animal e considerável energia disponibilizada, também possui características marcantes de atividade enzimática e não própria para consumo direto em animais monogástricos, pois suas enzimas naturais são operantes negativos com as enzimas do trato digestívo dos animais monogástricos, e o produto obtido passou então a apresentar as seguintes características:

    Umidade do produto 4,25

    Atividade Ureática 0,05 Delta-pH

    Proteínas 38,84 %

    P.D.A. (Índice de solubilidade em água) 82,02 %

    Extrato etéreo em gorduras 21,26 %

    Material Mineral 4,25 %

    Ca (Cálcio ) 0,32 %

    F (Fósforo ) 0,59 % (*)

    Energia Metabolizável 3.400 kCal/kg

    E.D.S. 3.550 kCal/kg

    (*) a troca energética nos organismos vivos que possuem sangue quente, dá-se por interação química de reações de produtos derivados do F (Fósforo): adenosina mono, di e trifosfato, com a respectiva liberação de calor. Este processo assemelha-se a um motor de combustão interna que impulsiona os veículos, porém de forma muito mais lente e controlada. A desregulamentação deste processo, apresenta-se o processo de febre no animal, com aumento acima do comum de temperatura corporal.

    O produto foi testado por um longo período de tempo pela UNICAMP - Universidade de Campinas, e depois colocado no mercado, através de uma empresa daquela região (Multimix Ltda.).

    Conseguiu resultados espetaculares no setor avícola, e o processamento hoje, em forma análoga foi copiado por um sem numero de fabricantes de equipamentos e processos industriais, com base somente no regime de extrusão. Os resultados principais encontram-se no tópico em sequência.

     

    TRATAMENTO BIO-ENZIMÁTICO DE SOJA - APLICAÇÕES BÁSICAS EM RAÇÕES PARA ANIMAIS MONOGÁSTRICOS EM CONFINAMENTO.

    Teste Industrial de campo: Sementes Selecta Ltda. - Goiatuba, Est. de Goiás / UNICAMP / Multimix Ltda. - Campinas, Est. de São Paulo

    TABELA Nº 01.

    Dados Básicos de testes aplicados em setor avícola de confinamento.

    ESPECIFICAÇÕES
    A
    B
    C
    D
    E
    F
    G
    -
    -

    P. Médio - M
    2.290,00
    2.373,80
    2.281,90
    2.307,50
    2.304,40
    2.302,30
    2.288,80
    2.292,50
    2.429,00

    P. Médio - F
    1.887,50
    1.876,90
    1.915,60
    1.918,80
    1.911,30
    1.920,00
    1.930,00
    1.908,60
    1.979,00

    P. Médio - X
    2.088,80
    2.075,30
    2.098,70
    2.113,10
    2.107,80
    2.110,60
    2.109,40
    2.100,50
    2.204,00

    Ganho de Peso Período / D
    49.,80
    52,90
    55,70
    58,70
    57,40
    63,50
    63,00
    57,30
    55,80

    Ganho de Peso Acumulado / D
    41,80
    41,50
    42,00
    42,30
    42,20
    42,20
    42,20
    42,00
    44,10

    Consumo de Ração no período
    671,00
    645,50
    661,90
    698,30
    690,50
    698,20
    679,10
    677,80
    772,00

    Conversão de alimentos, período
    2,70
    2,40
    2,40
    2.40
    2,40
    2,20
    2,10
    2,40
    2,60

    Consumo de Ração, total
    4.209,60
    4.096,40
    4.130,20
    4.134,40
    4.148,40
    4.115,80
    4.149,20
    4.140,60
    4.434,00

    Conversão de alimentos, total
    2,06
    2.01
    2,01
    2,01
    2,00
    1,99
    2,01
    2,01
    2,05

    Mortalidade animal, período
    0,35
    0,51
    0,35
    0,35
    1,04
    1,05
    1,04
    0,67
    0,50

    Mortalidade , total
    4,75
    3,55
    5,11
    5,26
    4,94
    4,96
    5,47
    4,86
    3,70
     

    TABELA Nº 02.

    ÍNDICES UTILIZADOS NA TABELA ANTERIOR.

     PRODUTO INTEGRAL DE SOJA - TRATAMENTO BIOENZIMÁTICO / TOSTAGEM E EXPANSÃO TERMO-MECÂNICA.

     LEGENDA
    TRATAMENTOS PRE-INICIAL
    INICIAL
    CRESCIMENTO
    FINAL

    A
    Farelo de soja, normal
    Farelo de soja. Normal
    Farelo de soja, normal
    Farelo de soja, normal

    B
    Bioenzimatico, 60% mix
    Bioenzimático, 60% mix
    Bioenzimático, 60% mix
    Bioenzimático, 60% mix

    C
    Farelo de soja, normal
    Bioenzimático, 60% mix
    Bioenzimático, 60% mix
    Bioenzimático, 60% mix

    D
    Bioenzimático, 80% mix
    Bioenzimático, 80% mix
    Bioenzimático, 80% mix
    Bioenzimático, 80% mix

    E
    Farelo de soja, normal
    Bioenzimático, 80% mix
    Bioenzimatico, 80% mix
    Bioenzimatico, 80% mix

    F
    Bioenzimático, 100%
    Bioenzimático, 100%
    Bioenzimático, 100%
    Bioenzimático, 100%

    G
    Farelo de soja, normal
    Bioenzimático, 100%
    Bioenzimático, 100%
    Bioenzima’tico, 100%
     

    ESPECIFICAÇÕES GERAIS -  RESULTADOS

    1. PESO MÉDIO (M/F) : ( 2.204,00 - 2.100,54 )
    PERÍODO/ DIA : 103,46
    4,93% a maior

    2. GANHO DE PESO : ( 58,80 - 57,30 )
    PERÍODO/DIA : 1,50
    2,62% a maior

    3. GANHO DE PESO : ( 44,12 - 42,01 )
    ACUMULATIVO/DIA : 2,11
    5,02% a maior

    4. CONVERSÃO ALIMENTAR : ( 2,63 - 2,38 )
    PERÍODO : 0,25
    10,50% a maior

    5. CONSUMO DE RAÇÃO : ( 4.434,00 - 4.140,56 )
    TOTAL : 293,44
    7,09% a maior

    6. CONVERSÃO ALIMENTAR : ( 2,05 - 2,01 )
    TOTAL : 0,0-4
    1,99% a maior

    7. MORTALIDADE : ( 4,86 - 3,70 )
    TOTAL : - 1,16
    23,87% a menor

    8. ÍNDICE DE EFICIÊNCIA : ( 211,29 - 202,62 )
    EXPERIMENTAL : 8,68
    4,28% a maior

    9. TEMPO DE CONFINAMENTO: (45 - 36 )
    DIAS : -9
    20,00% a menor
     

    FARINHA DE SOJA DE ALTO TEOR PROTEÍNICO - FARINHA TIPO PROTOSAN.

    Anos : 1970 a l.971

    OBJETIVOS:

    No setor de processamento de grãos, em uma aplicação em alimentos e outra em processamento secundário no setor de produção de fármacos, desenvolvemos dois tipos básicos de farinha de soja desengordurada e dessolventizada:

    1 - Farinha de Soja Desengordurada e dessolventizada, de alto teor proteínico.

    Em 1971 o Governo Federal mostrava preocupação extrema com os índices de baixa nutrição humana apresentada na região norte do Brasil e principalmente na região nordeste.

    Como o alimento básico do nordestino principalmente era e é até hoje, a farinha de mandioca crua ou tostada e seus derivados, tais como a tapioca e cuz-cuz, efetuou com o Grupo Bunge & Born, uma parceria para o desenvolvimento de um tipo de farinha de soja desengordurada, de alto valor proteínico (cerca de 48%), para que pudesse ser adicionada à farinha de mandioca e derivados.

    A soja, na maioria de sua espécies e também naqueles grãos que apresentam rachaduras ou perda de casca, de forma que o oxigênio atmosférico venha interferir, por atividade de uma enzima específica - lipoxidase -, acaba por apresentar gosto amargo e cheiro marcante próprio.

    Para se obter um produto derivado daquele grão, desenvolvemos pois uma técnica baseada em uma seqüência de fatores que devem ser observados no processamento dos mesmos:

    · Seleção do grão. Se possível escolha de sementes selecionadas refugadas para plantio, pelo baixo teor de germinação.

    · Condicionamento por maceração do grão, por atividade química de produtos específicos, para inativação principalmente da enzima lipoxidase e análogas que interferem no gosto e sabor do produto final.

    · Secagem em níveis possível de posterior processamento industrial em médio e alto volume.

    · Extração e dessolventização contínua dos grãos macerados, de forma que a temperatura e tempo de processamento não interfira na condição de organoléptividade do alimento final, pois as proteínas obtidas devem conter requisitos de dispersibilidade alta e atividade ureática baixa.

    · Moagem e condicionamento de granulometria específica, para atendimento à mistura posterior com outras farinhas de menor qualificação protéica.

    O desenvolvimento deste tipo de processo industrial, foi inicialmente desenvolvido em laboratórios para depois ser transformado industrialmente viável, em volume na ordem de aproximadamente 5.000 toneladas.

     2 - Farinha tipo Protosan - específica para setor de produção de fármacos e medicamentos.

    Requisito da industria farmacêutica nacional e também do exterior, que se desenvolvesse um tipo especial de farinha de soja, rica em proteína, carboidratos e sais minerais, para que fosse utilizada como berço no processamento de fungos produtores de alguns antibióticos.

    Do processamento industrial normal, derivados um sistema de separação gravitacional de peneiras, que através de um fluxo normal de aproximadamente 400 toneladas diária de processamento de farinhas de soja, se pudesse converter e obter cerca de 20 a 25 toneladas deste produto.

    O processamento industrial em descrição foi efetuado após a extração continua de óleos vegetais, pois o produto exigia-se que fosse desengordurado, porém enzimáticamente estável, e posterior também ao condicionamento ureático e enzimático do farelo de soja, porém antes de quaisquer moagem ou pelletização.

    A granulometria e as especificidades do produto são próprias aos mesmos e muitos diferentes dos farelos ou derivados de farelo de soja.

    RESULTADOS:

    A farinha de alto teor proteínico foi utilizada pelo Programa de Governo, como teste piloto e através de normalização do Ministério da Agricultura e também da Saúde, com aplicação ampla no nordeste do Brasil. Editou-se uma apostila completa sobre a sua aplicação e durante muito tempo a farinha de mandioca na região norte e nordeste do Brasil foram aditivadas com este produto rico em proteínas, com finalidade de suplementação alimentar. Com a queda dos governos autoritários militares, mentores deste tipo de programa, o Governo José Sarney, por medidas de economia, desativou o mesmo.

    A farinha tipo Protosan, específica para produção de fármacos, continua sendo produzida, para suprimento daquele setor industrial ligado à saúde.

     

    PROCESSO INDUSTRIAL DE DEFLEGMAÇÃO DE GASES - RECUPERAÇÃO DE PRODUTO DERIVADO DE PETRÓLEO.

     Ano : 1972

     OBJETIVOS:

    Desenvolvimento de um setor industrial específico, para substituição de utilização de óleos minerais de absorção de gases, por óleo vegetal específico em sistema de extração contínua.

    A finalidade seria simplificação de operacionalidade, redução de custos, redução de riscos de intoxicações e redução de riscos de segurança em setores industriais que utilizam derivados de petróleo naquele segmento fabril.

    Como características tais como densidade específica, ponto de ebulição, viscosidade e outros fatores são próprios a cada produto, houve a necessidade de desenvolvimento de um projeto próprio para tal, de forma que as instalações industriais pudessem usufruir de melhor performance e níveis de segurança, pois na quase totalidade de utilização de solventes, o escolhido é o n-hexano, de alta periculosidade, nocivo à saúde e de custo relativamente alto, além de que nos processos originais utilizavam óleos minerais de alto custo e com indicações de toxidês.

    Um circuito de fluxo próprio teve que também ser desenvolvido, de forma a poder-se utilizar o próprio óleo vegetal em circulação, porém não em circuito fechado, como acontecia nos projetos originais. Assim, o próprio óleo vegetal em processamento, em mínima parte, servia a este sistema, e acaba por retornar ao fluxo de industrialização, após capturar e reciclar os gases dos isômeros diversos do n-hexano (seis isômeros, ao todo).

    Com isto consegui-se também uma redução de perdas daquele derivado de petróleo, que indicam vetores positivos para custos e principalmente segurança da própria instalação industrial.

    RESULTADOS:

    Reduziu-se em aproximadamente 40% a perda de gases do derivado de petróleo n-hexano, eliminou-se a utilização óleo mineral próprio para tal e com isto reduziu-se custos e aumentou-se a margem de segurança de operacionalidade industrial.

    O sistema hoje está incorporadoem todas as novas instalações industriais análogas, e os próprios fabricantes destas instalações industriais acabaram por adotar e desenvolver de melhor forma o projeto, para cada tipo e capacidade de instalações.

     

    PRÊMIO NÍVEL FEDERAL EM QUÍMICA - CONSELHO FEDERAL DE QUÍMICA - 5ª REGIÃO - PORTO ALEGRE, RS. -  MONOGRAFIA PREMIADA EM QUIMURGIA.

     Anos : 1972

     OBJETIVOS:

     A F.U.E.M. - Fundação Universidade Estadual de Maringá possui convênio com setores industriais para integração profissional entre alunos e operacionalidade empresarial industrial.

    Nesta fase, além de sermos o responsável pela Gerência de Produção de dois setores industriais integrados em alimentos, efetuávamos também um curso de Bacharelado em Química naquela instituição de ensino.

    Desenvolvemos um trabalho em P&D, visando o aproveitamento residual de biomassa, na composição de alimentos para aplicação em semi-confinamento de animais, principalmente o de gado de corte e leite, residual do processamento de algodão, além de detoxicação de mamona e seus derivados (ricina, ricinina e alérgeno CB-1A)

    O principio é a utilização do residual de caroço de algodão e mamona, desengordurado e eliminado a questão tóxica de aminas próprias naquela semente. Na época, existia um desperdício de materiais fibrosos, bem como do próprio “hull-fibre” daquele produto, que não possuía aproveitamento direto, sendo descartado como biomassa combustível para geração de vapor. O volume era maior que a demanda, e o acumulo deste produto, acabava por causar transtornos enormes de poluição, pois também era degradável na presença de umidade.

    Como o patamar limite proteínico das rações específicas para o semi-confinamento de gado de corte e leite, é entre 17 e 18%, a massa principal para composição das rações entre 16 a 18,5% de proteína possuía um percentual muito maior, o que inviabilizava a venda da mesma como componente de rações, ou esta própria, pois o preço neste tipo de produto alimentar para animais, baseia-se estritamente no teor protéico: quanto mais alto, maior o preço.

    Desenvolvimento de uma máquina específica, denominada desfibrador e no caso da mamona de um conjunto de equipamentos, passou a ser possível a separação entre a proteção fibrosa da semente de algodão e da mamona e sua fibra residual (hull-fibre ), e com isto, após moagem seletiva, o aproveitamento daquele residual na composição estequiométrica proteínica da própria ração.

    RESULTADOS:

    Os resultados foram imediatos, com possibilidade de comercialização de diversos produtos que não possuíam condições de venda e que eram utilizados tão somente como combustível para caldeiras. Com isto houve a possibilidade também de apresentar-se aos pecuaristas, uma gama de pelo menos três tipos diferenciados de rações, com valores proteínicos entre 16 a 18%, com preços acessíveis e também atendendo os requisitos máximos de percentual proteínico limite na composição de rações, pois quaisquer adição de proteínas acima deste limite, dificilmente o animal o absorve para metabolismo próprio e crescimento muscular.

    A própria separação do “hull fibre” possibilitou também a sua utilização em transformação para acetato de celulose, e seu aproveitamento então na industrias de materiais plásticos, tais como botões, pentes e todos os análogos que utilizam este tipo de acetato como matéria prima de transformação.

    Editamos uma Monografia que foi estendida ao Conselho Federal de Química, que julgou nos premiar com um valor de aproximadamente US$ 5 mil dólares e uma viagem à cidade de Porto Alegre, Estado do Rio Grande do Sul, sede da 5ª Região daquele Conselho, pois em 1972 os três Estados sulinos: Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul eram normalizados na questão profissional em Química por aquela sede.

    O evento teve a participação da Rede Globo de Televisão em Maringá e também em Porto Alegre, com inserção do trabalho nos anais de pesquisa do próprio Conselho Federal de Química.

    Esta Monografia encontra-se na biblioteca central da F.U.E.M. - Maringá, Estado do Paraná, e acabamos também por receber menção honrosa dentro da empresa que desenvolvemos a pesquisa: Grupo Bunge & Born.

      

    DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE - APLICAÇÃO EM QUALIDADE TOTAL - LINGUAGEM FORTRAN III.

    SETOR INDUSTRIAL DE ALIMENTOS - EXTRAÇÃO DE PRODUTOS VEGETAIS POR DIFUSÃO ATRAVÉS DE SOLVENTES.

    Anos : 1970 a 1972

    OBJETIVOS:

    O primeiro computador de grande porte que o Estado do Paraná recebeu, acontecimento este no início da década de 1970, foi um IBM, que utilizava a linguagem FORTRAN III, possuindo uma leitora de cartões como periférico de entrada de dados.

    O mesmo foi instalado na F.U.E.M. - Fundação Universidade Estadual de Maringá, em seu CPD, e foi disponibilizado para as disciplinas de informática e cursos de nível técnico universitário em ciências exatas.

    Como o setor de extração de componentes vegetais através de solventes polares ou apolares, para aplicação em alimentos é normalizado por uma serie de fatores, desenvolvemos um Programa (Software) de medição de eficiência no processo de difusão por solventes, em lâminas de materiais de origem vegetal.

    O Programa se baseou no desenvolvimento e análise de uma série de equações matemáticas, sendo a final e principal uma diferencial / integral, tipo exponencial, com transformação em base logarítmica 10, conforme:

    Equação da solubilidade de ácidos graxos em água:

    Y = 0,0637 . t - 2,44

    onde: 

    Y = percentagem do peso do ácidos graxos no solvente, e

    t = temperatura em º C.

    Equação da tensão de aderência e de tensão superficial:

    COS ØAB = [ ( WAS - YA ) - ( WBS - YB ) ] / ( YAB )

    Equação de Força que obriga um líquido a penetrar em um espaço capilar dentro de um produto sólido:

    F = YLA . Cos Ø . x

    onde

    YLA = tensão superficial do líquido em comparação ao ar atmosférico;

    Ø = Ângulo de contato; e

    x = fator dimensional do capilar.

    Equação principal de análise de difusão de solventes em sistema de extração em uma placa pre-definida de material:

    E = 8 / p2 . S ( 1 / ( 2 n + 1) . e - ( 2 n + 1)2 . ( p/2 )2 . ( Dq / R2 )

    onde:

    E = fração do produto não extraído total, no tempo q, em horas.

    R = metade do dimensional de grossura da placa em teste, em centimetros.

    D = coeficiente de difusão, em cm2, por hora.

    A equação supra mencionada, após diferenciação matemática, pode-se transformar em uma equação logarítmica, conforme:

    LOG 10 E = - 0,091 - 1,07 . ( Dq / R2 )

    Comprovou-se posteriormente que o coeficiente de difusão, é função básica dos produtos das viscosidades do soluto e do solvente, conforme :

    D = 12,96 x 10 -6 ( mo . ms ) - 0,46

     De posse das principais fórmulas, desenvolvemos então o próprio Programa, em linguagem FORTRAN III, de forma que se pudesse então controlar e definir índices de eficiência no processo de extração de componentes vegetais por difusão através de solventes, e com aplicação no setor de alimentos.

    RESULTADOS:

    A principal aplicação do software foi nas indústrias de óleos vegetais, uma vez que este tipo de processamento industrial, baseia-se fundamentalmente em difusão por solventes nos processos contínuos ou mesmo nos descontínuos e que não possuem tão somente o processo mecânico tipo prensagem “expeller” ou extrusão. A extração de cana pelo processo de difusão também poderá ser  previlegiada com este controle, pois utiliza os mesmos principíos.

    Através deste software, foi possível melhorar as condições operacionais de extração, pois a formula pode ser manipulada de tal modo que possibilita a avaliação de cada um dos fatores envolvidos.

    Apresentamos Programa e o Software em um Simpósio de Tecnologia no setor de alimentos, promovido pelo curso de Engenharia Química daquela Universidade.

    O presente trabalho encontra-se na biblioteca central da F.U.E.M. - Fundação Universidade Estadual de Maringá e a disposição de alunos, pesquisadores e empresas.

     

    INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA - UNIDADE INDUSTRIAL DE PROCESSO DE TRATAMENTO RESIDUAL.

    TRATAMENTO TÉRMICO E QUÍMICO DE LEX-PROTEÍNA (FARELO) DE MAMONA.

    (DETOXICAÇÃO / DESATIVAÇÃO DE RICINA, RICININA E ALÉRGENO CB-1A).

    (SETOR GERAL DE ALIMENTOS – RAÇÕES ANIMAIS).

    Anos : 1967 a l.974

    OBJETIVOS:

    O farelo de sementes de mamona (Ricinnus communis) contém três bio-toxinas: Ricina, uma proteína tóxica; Ricinina, um alcalóide também tóxico, e um alérgeno muito potente conhecido como CB-1A. A Ricina é destruída facilmente através de calor e pode ser inativada durante o processo de dessolventização de extração por solventes. A Ricinina está presente em baixos níveis e não apresenta problema em alimentos de animais, contanto que esses alimentos não contenham níveis altos de farelo de sementes de mamona. O alérgeno CB-1A, contudo, exige cuidados especiais necessitando pois de um processo especial para sua desativação.

    O farelo de bagas de mamona sempre foi tradicionalmente utilizado como um fertilizante ao invés de fonte de proteína na composição de alimentos principalmente e para animais, em virtude da presença de toxinas que o fazem inadequado. Existe hoje no mundo, uma provisão muito restrita de proteínas como alimento, especialmente nos países que produzem farelo de sementes de mamona. Assim a UNIDO - Organização das Nações Unidas para Desenvolvimento Industrial patrocinou um programa de pesquisa, voltado a solução da eliminação destes componentes tóxicos.

    Utilizando-se dos princípios originais de pesquisadores de instituições de ensino e pesquisa, porém modificando substancialmente tipos de equipamentos e também composição estequiométricas de reagentes químicos e processo industrial, efetuamos testes em equipamentos normais de industrialização de alimentos, que funcionaram perfeitamente, com eliminação total dos componentes tóxicos. Alguns dos métodos previamente e anteriormente investigados para desativação deste alérgeno resultam em substancial danos aos aminoácidos essenciais que fazem do farelo de sementes de mamona um produto atraente como alimento animal, destruindo assim e também componentes importantes no escopo de rações animais.

    Estas pesquisas e testes foram efetuados no âmbito da antiga empresa internacional Bunge & Born Co. (Sanbra – Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro Ltda.).

    Um dos equipamentos que podem ser utilizados para esta finalidade, nós também participamos de sua idealização, construção e utilização industrial e comercial. Trata-se de uma extrusora denominada Grain Expander, que trabalha com o princípio de extrusão por alta pressão e temperatura, em curto espaço de tempo de contato entre máquina e produto. ste equipamento também está descrito neste segmento de página.

    RESULTADOS:

    O sistema apresenta como produto final um farelo contendo ingredientes normais para composição de rações animais, sem contudo possuir ativo os componentes acima mencionados, pois foram desativados ou inativados por destruição de seus componentes básicos, através do conjugado extrusão, pressão, temperatura e contato físico com reagentes.

     O esquema industrial foi transformado em um projeto específico, onde se insere uma integração de equipamentos de forma a condicionar e detoxicar o produto em objetivo.

     

    PROCESSO DE BIODIGESTÃO ANAERÓBICA.

    Ano 2008.

    OBJETIVOS.

    Componentes de residuais orgânicos, quer de processos de reciclagem ou recuperação em quimurgia, podem ser utilizados para produção de gás metano (CH4) e também a sobra decomposta destes residuais serem direcionados para utilização como fertilizante orgânico de grande amplitude.

    O processo e projeto em objetivo neste desenvolvimento, visa de forma segmentada sua utilização para a transformação de residuais de recuperação, tratamento e reciclagem de águas em metano e fertilizantes, porém sua utilização poderá ser muito mais ampla e com aplicações as mais diversas possíveis.

    Consiste e de posse separada de residuais, sua inserção em um equiipamento hermético, porém com capacidade de armazenamento de gases produzidos, e com utilização de bactérias anaeróbicas e próprias contidas nestes residuais, a sua transformação nos dois produtos principais acima mencionados: o gás metano - combustível por excelência - e biofertilizante orgânico natural de grande potencial.

    Abaixo uma imagem do equipamento desenvolvido:

     

     

    Biodigestor Anaeróbico - 10 m3 : Projeto Biodigestor Anaeróbico - 10 m3 : Instalação

     RESULTADOS:

    Os resultados obtidos ficam na dependência do material orgânico a ser decomposto, e portanto possui uma gama muito variável de resultados.  Equações estequiométricas de origem orgânica poderá indicar resultados e eficiências deste sistema, desde que se possua os parâmetros específicos e reais da massa de material orgânico a ser transformado.

    Pode acompanhar o biodigestor e como complemento, um conjunto de equipamentos para condicionamento do gás metano que consiste em processo de sequestro do gás sulfídrico contido na mistura de gases que saem do biodigestor.

     

    PROCESSO DE REAÇÃO CATÁLITICA DE BIODIESEL - "RFLC" REAÇÃO POR FLUXO LAMINAR CONTÍNUO.

     2006 a 2008.

    OBJETIVOS.

    Desenvolvimento de uma performance e eficiência em plantas industriais que processam gordura animal ou óleos vegetais e suas transformações em biodiesel, quer por catálise ácida ou alcalina e rotas alcoolicas difrerenciadas.

    O escopo principal seria a transformar praticamente total dos ácidos graxos ou tri-acilglicerídeos em um éster, e desta forma colocar a eficiência de transformar química próxima do ideal possível, conjugado a um processo que independentemente de sua capacidade operacional, possa ser operado de forma contínua. Opções de operacionalidade manual, semi ou totalmente automatizada. 

    Uma possível instalação que pode adotar o regime operacional descrito neste tópico, pode ser exposta de conformidade com a imagem abaixo:

    RESULTADOS.

    Com base na composição estequiométrica por meio de médias ponderadas de seus componentes, e na sequenciedade contínua de processamento, observados os parâmetros de pressão, temperatura e período de contato, o sistema industrial desenvolvido, denominado "RFLC - Reação por Fluxo Laminar Contínuo", visa em primeiro plano a condição de operação contínua, baseada nos requisitos de separação física de componentes de forma estática gravitacional e a obtenção assim de resultados de eficiência, qualificação e especificação acima da média padrão. 

    Neste processo é comum se chegar a uma eficiência de transformação na ordem de 97,50% de éster sobre a respectiva matéria prima, obtendo-se produto principal - o respectivo éster - dentro das especificações e qualificações exigidas pelos órgãos nacionais e internacionais sobre os biocombustíveis (biodiesel).

     

    ETRA / SysTRAP - SISTEMA DE RECUPERAÇÃO, TRATAMENTO E RECICLAGEM DE ÁGUAS.
     

     Ano; 2007 a 2009.

    OBJETIVOS.

    Desenvolvimento de um processo conjugado com equipamentos integrados, de forma tal que se possa recuperar, tratar e reciclar águas de origem de uso urbano, industrial e / ou comercial, através de unidades compactas de operacionalidade e com custos reduzidos.

    Optou-se pelo uso de biologia, física, química e nanotecnologia para a obtenção dos resultados esperados, conjugados por uma estação operacional de baixo custo, tanto de implantação como de operação, com utilização de espaço reduzido e com capacidade para e até recuperar, tratar e reciclar águas oriundas de esgotos e colocá-la em condições de uso e de potabilidade.

    O módulo principal possuí capacidade limitada em 10 metros cúbicos por hora de recuperação de águas, cujo sistema integrado encontra-se contido em um container específico e dotado de uma total automação e com recursos inclusive de configuração, regulagem e processamento de dados a longa distância, desde que onde se situa possa ter recursos de rede mundial de Internet.

    Abaixo, imagem e foto do que seja o projeto original e também o módulo de projeto de secunda geração:

    Projeto original  - Protótipo  ETRA - 1ª Geração

    Capacidade:  5,30 m3/hora.

    Projeto SysTRAP - 2ª Geração - Capacidade: 5,00 m3/hora

    Específico para águas pluviais e de baixas contaminações.

     

     

    Projeto SysTRAP - 2ª Geração - Capacidade: 10,00 m3/hora

    Utilização geral em águas de media e alta contaminações.

     

     

    RESULTADOS.

    Testes efetuados com água oriunda de um setor comercial (Shopping Center) de Londrina, coletadas de banheiros, esgoto comum e praça de alimentação, apresentaram inicialmente e na condição de amostragem uma contaminação, e após operacionalidade no sistema em objetivo os seguintes resultados: 

    Análises Entrada Saída Redução %
    DBO5 - mg/litro 1.942,06 156,00 91,97%
    DQO - mg/litro 1.996,12 254,00 87,28%
    Colônias de Bactérias - UFC/ml 49.420,00 4.700,00 91,97%
    Coliformes Totais - NPM / 100 ml 9.200,00 1,80 99,98%
    Escherichia coli - NPM / 100 ml 1.463,50 1,80 91,97%

    Como o módulo utilizado possuía condições apenas de operação biológica e não propriamente de tratamento físico-químico, os resultados apresentados praticamente colocaram a água recuperada na condição de potabilidade de uso.

    O sistema pode ainda incorporar segmentos auxiliares, de forma que possa também operar eliminando ou reduzindo íons na condição de metais ou radicais, além de eliminação inicial de óleos e gorduras.

    Amostragem de teste: Água original, semitratada e final tratada. 

     

    FILTRAÇÃO PARA RECUPERAÇÃO E RECICLAGEM DE ÓLEOS VEGETAIS.

     Ano: 2008 a 2009.

    OBJETIVOS.

    Desenvolvimento de um sistema de recuperação, tratamento e reciclagem de óleos vegetais e gorduras (animais ou hidrogenadas) utilizadas em regime de frituras e composição de alimentos, de forma a poder aumentar seu tempo de utilização de processo, com custos muito inferiores ao que se obtém na aquisição do produto original para uso.

    Consta o sistema de equipamentos que possam filtrar, condicionar e recuperar quimicamente óleos e gorduras em regime de frituras e que tenham sofrido processos oxidativos ou de alteração de cor, sabor e conteúdos de ácidos graxos livres.

    Imgem do sistema industrial objetivado, na condição de operação de 20 litros por hora, em regime contínuo, podendo o sistema ser manual ou automatizado:

    Filtro Sistema para OGR - Cap. 20 l/hora.

    O sistema possui condições de maiores capacidades, além de poder incorporar operações e equipamentos complementares, de forma a atuar com maior eficiência de resultados, na dependência da análise do material a ser recuperado e tratado e sua posterior utilização.  

    RESULTADOS.

    Por testes operacionais, será possível a utilização em até três ciclos de recuperação de um mesmo volume de óleos e gorduras, após o que este produto deverá ser descartado.

     TRATAMENTO DE ÁGUAS - EFLUENTES - SISTEMA CATALÍTICO OXIDATIVO.

    Utilizando recursos oxidantes de íons, coagulação e floculação, com inserção de radiação eletromagnética, o tratamento de águas de efluência pelo Sistema Catalítico Oxidativo apresenta resultados surpreendentes em águas que possuam tanto contaminação muito grande de material orgânico, assim como de contaminação por produtos de origem mineral. Simples e através de um "skid", robusto, de baixo custo de investimento e operacional. Opera com ótimos resultados até mesmo no tratamento de chorume - produto este com DBO / DQO acima de 20.000 mg/litro -, advindo de lixões e de aterros sanitários.

    Atualização: Mar/2015.

     

     

     

     


     

     

     

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