BRPI0713263A2

BRPI0713263A2 - processo para separação de ácidos graxos saturados e insaturados

Info

Publication number: BRPI0713263A2
Application number: BRPI0713263-8A
Authority: BR
Inventors: Udaya Nayanakantha Wanasundara
Original assignee: Pos Pilot Plant Corp
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2012-04-03
Also published as: US8003813B2; CA2648215C; US20100305347A1; WO2008086589A1; JP2010516627A; DK2114851T3; EP2114851A1; EP2114851B1; EP2114851A4; US20070299272A1; CA2648215A1

Abstract

PROCESSO PARA SEPARAçãO DE áCIDOS GRAXOS SATURADOS E INSATURADOS. Processo para a separação de uma mistura de ácidos graxas saturados e insaturados ou alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados em uma primeira fração enriquecida com os ácidos graxos saturados ou alquil esteres de ácidos graxos saturados e uma segunda fração enriquecida com ácidos graxos insaturados ou alquil ésteres de ácidos graxos insaturados. Quando da separação dos ácidos graxos, o processo inclui as etapas de (a) saponificação de uma mistura de ácidos graxas saturados e insaturados de cadeia longa para a formação de ácidos graxos livres; (b) complexação dos ácidos graxos livres com uréia; e (c) separação dos ácidos graxos livres complexados com uréia em uma primeira fração enriquecida com ácidos graxos livres saturados e uma segunda fração enriquecida com ácidos graxas livres insaturados. Quando da separação dos alquil ésteres de ácidos graxas, o processo inclui as etapas de (i) complexação dos alquil ésteres de ácidos graxas com uréia; e (ii) separação dos alquil ésteres de ácidos graxas complexados com uréia em uma primeira fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxas saturados e uma segunda fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxas insaturados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "PROCESSO PARA SEPARAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS E INSATURADOS"

Campo Técnico

Essa invenção refere-se a separação de ácidos graxos saturados e insaturados. Mais particularmente, essa invenção se refere ao enriquecimento de ácidos graxos insaturados e alquil ésteres de ácidos graxos insaturados separados de óleos vegetais, óleos animais e óleos marinhos.

Técnica Anterior

Biodiesel é um combustível alternativo para motores a diesel que é produzido pela transesterificação de óleos e gorduras a partir de fontes vegetais e animais, comumente óleo de semente de colza e óleo de soja. O processo de transesterificação combina os óleos e/ou gorduras com um álcool para produzir ésteres orgânicos, com glicerina produzida como um subproduto da reação. Esses ésteres orgânicos são conhecidos como biodiesel. Biodiesel é uma alternativa não-tóxica, biodegradável e renovável para o diesel tradicional produzido a partir de óleo bruto. Biodiesel também tende a produzir emissões menores de monóxido de carbono na maioria dos motores.

A aceleração da demanda mundial está incentivando a uma busca contínua em expansão por fontes de energias alternativas, incluindo a busca por processos mais sofisticados e métodos para a produção de biodiesel.

Uma das desvantagens associadas ao uso do combustível biodiesel tradicional é a formação de um gel do biodiesel em temperaturas frias, tais como aquelas comumente encontradas na porção setentrional dos Estados Unidos e Canadá durante o inverno.

Consequentemente, também há a necessidade de um combustível de biodiesel tolerante ao frio.

Revelação da invenção

Um primeiro aspecto da invenção é um processo para separar uma mistura de ácidos graxos saturados e insaturados, tads como os encontrados em óleos vegetais, óleos animais e óleos marinhos, em uma primeira fração enriquecida com ácidos graxos saturados e exaurida de ácidos graxos insaturados e uma segunda fração enriquecida com ácidos graxos insaturados e exaurida de ácidos graxos saturados. O processo inclui as etapas de (a) saponificação ou esterificação de uma mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa (isto é, óleos vegetais, óleos animais ou óleos de peixe) para formar ácidos graxos livres ou alquil ésteres de ácidos graxos; (b) complexação dos ácidos grax-os livres ou alquil ésteres com uréia; e (c) separação dos ácidos graxos livres complexados com uréia ou dos alquil ésteres de ácidos graxos em uma primeira e segunda fração, em que a primeira fração é enriquecida com ácidos graxos livres saturados ou com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de ácidos graxos livres insaturados ou-"alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e a segunda fração é enriquecida com ácidos graxos livres insaturados ou alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de ácidos graxos livres saturados ou de alquil ésteres de ácidos graxos saturados.

Os ácidos graxos livres insaturados na segunda fração separados de certos óleos vegetais, como por exemplo óleo de soja, óleo de semente de colza e óleo de palma, podem ser transesterifiçados para formar alquil ésteres de ácidos graxos adequados para uso como combustível biodiesel tolerante ao frio. Além disso, o processo da presente invenção fornece métodos para a formação de ácidos graxos enriquecidos com ômega-3 e de alquil ésteres de ácidos graxos enriquecidos com ômega 3 a partir de certas fontes vegetais, como por exemplo borragem e linho, a partir de óleos marinhos, como por exemplo óleo de foca e óleo de peixe, e a partir de fontes animais, como por exemplo sebo de carne de boi.

Um segundo aspecto da invenção é um processo para separar uma mistura de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados, tal como é encontrada em óleo de soja transesterifiçado, em uma primeira fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados, e uma segunda fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados. O processo inclui as etapas de (a) complexar os alquil ésteres de ácido graxo com uréia; e (b) separar os alquil ésteres dos ácido graxos complexados com uréia em uma primeira e segunda fração, em que a primeira fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e a segunda fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados.

Melhores Formas de Realizar a Invenção

Definições e acrônimos

Conforme aqui utilizado, incluindo as reivindicações, o termo "exaurido" significa reduzido em quantidade ou conteúdo.

Conforme aqui utilizado, incluindo as reivindicações, o termo "enriquêcido" significa aumentado em quantidade ou conteúdo.

Conforme aqui utilizado, incluindo as reivindicações, o termo "seletivo" significa dar preferência de modo a aumentar a porcentagem do(s) objeto(s), item(s) ou coisa(s) selecionada(s) na porção selecionada.

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0 processo O primeiro aspecto da invenção é um processo para separar uma mistura de ácidos graxos saturados e insaturados em uma primeira fração enriquecida com ácidos graxos saturados e exaurida de ácidos graxos insaturados e uma segunda fração enriquecida com ácidos graxos insaturados e exaurida de ácidos graxos saturados. A mistura de ácidos graxos saturados e insaturados pode ser obtida a partir de várias fontes conhecidas de vegetais e animais, como por exemplo óleo de semente de colza, óleo de soja, óleo de palma, óleo de borragem, óleo de linho, óleo de primula, óleo de foca e óleo de peixe, dentre outros.

A separação dos ácidos graxos saturados a partir dos ácidos graxos insaturados pode ser conseguida pela complexação de uma mistura dos ácidos graxos com uréia.

Uréia foi descoberta para complexar seletivamente os ácidos graxos saturados em relação aos ácidos graxos insaturados, criando uma fração de sólidos enriquecida com ácidos graxos saturados e uma fração liquida enriquecida com ácidos graxos insaturados. 0 solvente escolhido para uso nessa etapa do processo é um álcool C1-3 com ou sem água em uma proporção em peso de pelo menos cerca de 2:1 solvente em relação à uréia, preferivelmente entre cerca de 3:1 até 10:1, mais preferivelmente entre cerca de 4:1 até 5:1. Uma proporção em peso menor do que 2:1 tende a resultar na complexação incompleta dos ácidos graxos insaturados, enquanto que uma proporção em peso em excesso de cerca de 10:1 aumenta os custos de processamento sem o aumento concomitante no rendimento ou processabilidade. Uréia deve ser empregada numa proporção em peso de pelo menos 1:1 de uréia em relação ao ácido graxo, preferivelmente em uma proporção em peso de cerca de 2:1 até 5:1, mais preferivelmente de cerca de 3:1. Uma proporção em peso menor do que cerca de 1:1 tende a resultar na complexação incompleta dos ácidos graxos, enquanto que uma proporção em peso em excesso de cerca de 5:1 aumenta o custo do processamento sem o aumento concomitante no rendimento ou eficiência de separação.

A separação dos sólidos enriquecidos com ácido graxo saturado e da fração liquida enriquecida com ácido graxo insaturado pode ser conseguida por qualquer uma das técnicas bem conhecidas de separação sólido-liquido.

Processos e sistemas adequados incluem especificamente, porém não exclusivamente, decantação/ decantação em contra- corrente, sedimentação por gravidade, filtração, expressão, centrifugação e suas combinações. 0 método preferido é a filtração.

A fração liquida enriquecida com ácido graxo insaturado pode ser lavada com água acidificada a um pH de cerca de 3-4, seguida pela separação das fases aquosa e oleosa resultantes, para remover as impurezas.

Quando o óleo é usado como a fonte de partida dos ácidos graxos saturados e insaturados misturados, o óleo é preferivelmente saponifiçado antes do tratamento com uréia. A saponificação do óleo libera os ácidos graxos contidos no óleo, de modo a aumentar a disponibilidade dos ácidos graxos para complexar com uréia. A saponificação pode ser alcançada pela adição de um solvente adequado para o óleo, tal como um álcool de cadeia curta com ou sem água, e um reagente de hidrólise, tal como um detergente ou outra substância cáustica. O solvente escolhido para uso nessa etapa do processo é um álcool C1-3 com ou sem água em uma proporção em peso de pelo menos cerca de 2:1 de solvente em relação ao óleo, preferivelmente de cerca de 2:1 até 10:1, mais preferivelmente de cerca de 3:1 até 4:1. Uma proporção em peso menor do que cerca de 2:1 tende a resultar na saponificação incompleta dos ácidos graxos insaturados, enquanto uma proporção em peso em excesso de cerca de 10:1 aumenta o custo do processo sem um aumento concomitante no rendimento ou processabilidade. A substância cáustica, tal como NaOH, deve ser empregada em uma proporção em peso de pelo menos . L:20 de cáustico em relação ao óleo, preferivelmente em uma proporção em peso entre cerca de 2:10 e 5:10, mais preferivelmente de cerca de 3:10. Uma proporção em peso menor do que cerca de 1:20 tende a resultar na saponificação incompleta dos ácidos graxos insaturados, enquanto que uma proporção em peso em excesso de cerca de 1:20 aumenta o custo de processamento sem um aumento concomitante no rendimento ou eficiência de saponificação.

O óleo saponificado pode ser, a seguir, separado por qualquer técnica de separação adequada numa fração enriquecida com glicerina, uma fração enriquecida com ácido graxo e uma fração de rejeito contendo o solvente e outros constituintes do óleo. Técnicas de separação adequadas incluem qualquer uma das técnicas bem conhecidas para separar tais sistemas orgânicos liquido-liquido incluindo centrifugação,. "decantação e destilação. Uma técnica preferida inclui a acidificação da mistura com ácido adequado, tal como ácido sulfúrico ou ácido citrico, seguida por centrifugação. A fração enriquecida com glicerina pode ser redirecionada para o processamento adicional em glicerina comercialmente vendável. A fração de rejeito pode ser redirecionada para a recuperação de solvente e reciclo.

Os ácidos graxos insaturados na fração liquida enriquecida com ácidos graxos pode ser, a seguir, transesterifiçados de acordo com qualquer uma das técnicas bem conhecidas para a tansesterificação de ácidos graxos para produzir biodiesel.

Os alquil ésteres de ácidos graxos insaturados resultantes podem ser lavados com água acidificada a um pH de cerca de 3-5, seguido pela separação das fases aquosa e oleosa resultantes, para remover impurezas.

O segundo aspecto da invenção é um processo para separar uma mistura de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados em uma primeira fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e uma segunda fração enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados. A mistura de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados pode ser obtida por transesterificação tradicional de várias fontes conhecidas de vegetais e animais, como por exemplo óleo de semente de colza, óleo de soja, óleo de palma, óleo de borragem, óleo de linho, óleo de primula, óleo de foca e óleo de peixe, dentre outros. Nota-se que o segundo aspecto da presente invenção também pode usar como material de partida o biodiesel convencional produzido através de vários métodos da técnica anterior.

Assim como com o primeiro aspecto da invenção, a separação dos alquil ésteres de ácidos graxos saturados a partir dos alquil ésteres de ácidos graxos insaturados pode ser conseguida pela complexação de uma mistura dos alquil ésteres de ácidos graxos com uréia. Como com o primeiro aspecto da invenção, o solvente escolhido para uso nessa etapa do processo é um álcool C1-3 com ou sem água em uma proporção em peso de pelo menos cerca de 2:1 de solvente em relação à uréia, preferivelmente entre cerca de 3:1 e 10:1, mais preferivelmente entre cerca de 4:1 e 5:1. Uma proporção em peso menor do que cerca de 2:1 tende a resultar na complexação incompleta dos alquil ésteres de ácidos graxos insaturados, enquanto que uma proporção em peso em excesso de cerca de 10:1 aumenta o custo de processamento sem um aumento concomitante no rendimento ou processabilidade. Uréia deve ser empregada numa proporção em peso de pelo menos 1:1 de uréia em relação ao éster de ácido graxo, preferivelmente em uma proporção em peso de cerca de 2:1 até 5:1, mais preferivelmente de cerca de 3:1.

Uma proporção em peso menor do que cerca de 1:1 tende a resultar na complexação incompleta dos ésteres de ácidos graxos, enquanto que uma proporção em peso em excesso de cerca de 5:1 aumenta o custo do processamento sem um aumento concomitante no rendimento ou eficiência de separação.

Novamente, assim como com o primeiro aspecto da invenção, a fração de sólidos enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e a fração liquida enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados podem ser conseguidas através de qualquer uma das técnicas bem conhecidas de separação sólido-liquido. Processos e sistemas adequados incluem especificamente, porém não exclusivamente, decantação, decantação em contra-corrente, sedimentação por gravidade, filtração, expressão, centrifugação e suas combinações. O método preferido é a filtração.

A fração liquida enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados pode ser lavada com água acidifiçada a um pH de cerca de 3-4, seguida pela separação das fases aquosa e oleosa resultantes, para remover impurezas.

Exemplos

Exemplo 1

Separação de óleo de soja

Num frasco reacional são introduzidos 1.000 gramas de óleo de soja refinado, 180 gramas de hidróxido de sódio em pó, 440 gramas de água e 2.100 gramas de etanol (95% em peso) para formar uma primeira mistura. A primeira mistura é agitada por 1,5 hora de 60 até 65°C, em seguida a primeira mistura é esfriada até aproximadamente 25°C, 2.000 gramas adicionais de água são introduzidas e ácido suficiente é adicionado para ajustar o pH da primeira mistura para 2 a 3.

A primeira mistura esfriada é separada por uma centrifuga de três fases numa fração enriguecida com glicerina, uma fração enriquecida com FFA e uma fração de rejeito contendo etanol (95% em peso), água e o sal de sódio formado como o produto reacional de hidróxido de sódio e ácido. A fração enriquecida com glicerina é redirecionada para o processamento adicional em glicerina comercializável. A fração de rejeito é redirecionada para recuperação e reciclo.

A fração enriquecida com FFA é introduzida num segundo frasco reacional. Uma quantidade suficiente de uréia, dissolvida em etanol (95% em peso) é adicionada na fração enriquecida com FFA no segundo frasco reacional em uma proporção de uréia para FFA de 1:1 (p/p) e em uma concentração de uréia para solvente de 40% (p/v) para formar uma segunda mistura. A segunda mistura é misturada junto e, a seguir, deixada em repouso por quatro horas a 20°C. A segunda mistura é, a seguir, filtrada para produzir um filtrado enriquecido com UFFA e um concentrado enriquecido com SFFA contendo SFFA e uréia.

O concentrado enriquecido com SFFA é introduzido em um primeiro frasco de mistura juntamente com 40.000 gramas de água para formar uma terceira mistura. A terceira mistura é misturada junto a 60°C até que a uréia seja totalmente dissolvida. A terceira mistura é, a seguir, separada por centrifugação em uma fase aquosa contendo a uréia e uma fase oleosa contendo SFFA. A fase aquosa é redirecionada para a recuperação e reciclo.

A fase oleosa é lavada com água acidificada e os SFFAs lavados são separados por cromatografia para produzir ácido miristico, ácido palmitico, ácido esteárico, ácido oléico e um adicional dos UFFAs recuperados.

O filtrado enriquecido com UFFA é lavado duas vezes com água acidificada (pH 3-4) e, em seguida, o filtrado é seco.

O filtrado enriquecido com UFFA seco e os UFFAs recuperados adicionais são introduzidos em um terceiro frasco reacional; juntamente com 400 gramas de etanol (95% em peso) e 50 gramas de ácido sulfúrico para formar uma quarta mistura. A quarta mistura é agitada em temperatura ambiente por cerca de 1 a 2 horas até que a transesterificação do UFFA se complete. FAMEs brutos são recuperados a partir da quarta mistura e lavados com uma solução aquosa 10% em peso de cloreto de sódio a 50 a 60°C. Os FAMEs lavados são separados da água de lavagem por centrifugação e armazenados.

Exemplo 2

Separação de óleo de soja transesterificado

Em um frasco reacional são introduzidos 140 gramas de ésteres metilicos de ácidos graxos obtidos pela transesterificação do óleo de soja, e 390 gramas de uréia dissolvidos em 200 gramas de etanol (95% em peso) para formar uma primeira mistura. A primeira mistura é agitada e, em seguida, deixada em repouso por quatro horas a 20°C. A primeira mistura é, em seguida, filtrada para produzir um filtrado enriquecido com UFAME e sólidos enriquecidos com SFAME contendo SFAME e uréia.

Os sólidos, enriquecidos com SFAME são introduzidos em um primeiro frasco da mistura, juntamente com 450 gramas de água para formar uma segunda mistura. A segunda mistura é agitada a 60°C, até que a uréia se dissolva por completo. A segunda mistura é, em seguida, separada por centrifugação em uma fase aquosa contendo a uréia, e em uma fase oleosa contendo SFAME. A fase aquosa é redirecionada para recuperação e reciclo.

A fase oleosa é lavada com água acidificada e os SFAMEs lavados são separados por cromatografia para produzir ésteres metilicos purificados de ácido mirístico, ácido palmitico, ácido esteárico, ácido oléico e um adicional dos UFAMEs recuperados.

O filtrado enriquecido com UFAME é lavado duas vezes com água acidifiçada (pH 3-4) e armazenado em seguida.

Exemplo 3

Transesterificação e separação de óleo de linho

Em um frasco reacional foram introduzidos 200 gramas de óleo de linho compreendendo 57,21% de ALA, 36 gramas de hidróxido de sódio em pó, 90 gramas de água e 530 gramas de etanol (95% em peso) para formar uma primeira mistura. A primeira mistura foi agitada por uma hora e meia de 60 até 65°C, e em seguida sua temperatura foi levada até aproximadamente 25°C.

A matéria não-saponificável foi removida primeiramente pela adição de 400 gramas de água na primeira mistura esfriada e, em seguida, foi introduzido e misturado 100 mL de hexano com a primeira mistura esfriada diluída, o que resultou na separação da primeira mistura em uma primeira fração aquosa e em uma fração de rejeito de hexano contendo matéria insaponificável. A fração aquosa foi lavada pela segunda vez para remover qualquer matéria insaponificável remanescente da mistura de uma segunda alíquota de 100 mL de hexano com a primeira fração aquosa, seguida pela separação em uma segunda fração aquosa e em uma fração de rejeito de hexano contendo matéria insaponificável. As duas frações de rejeito de hexano foram combinadas para a recuperação e reciclo do hexano a partir da matéria insaponificável. A matéria insaponificável recuperada pode ser ainda processada para remover produtos úteis a partir deste.

Quantidade suficiente de ácido clorídrico 3N foi adicionado para ajustar o pH da segunda fração aquosa em aproximadamente 3,5 e, a seguir, a segunda fração aquosa acidificada foi separada em uma fração oleosa enriquecida com FFA de linho e uma fração de rejeito aquosa contendo etanol (95% em peso). A fração de rejeito aquosa pode ser ainda processada para recuperar e reciclar o etanol a partir dela.

Três proporções de fração enriquecida com FFA de linho e uréia foram complexadas juntas e, a seguir, processadas adicionalmente para avaliar os efeitos de diferentes combinações de FFA/uréia no enriquecimento de ácidos graxos livres insaturados como se segue. Em um segundo frasco reacional foram adicionados 237,5 mL de etanol 95% mais 12,5 mL de água e 100 g de uréia e, a seguir, foram misturados a aproximadamente 50°C, produzindo assim uma solução reacional compreendendo 40% de uréia em etanol 95% (p/v). Em um terceiro frasco reacional foram adicionados 118,75 mL de etanol 95% mais 6,25 mL de água e 50 g de uréia e, a seguir, foram misturados aproximadamente a 50°C, produzindo assim uma solução reacional compreendendo 40% de uréia em etanol 95% (p/v). Em um quarto frasco reacional foram adicionados 356,25 mL de etanol 95% mais 18,75 mL de água e 150 g de uréia e, a seguir, foram misturados aproximadamente a 50°C, produzindo assim uma solução reacional compreendendo 40% de uréia em etanol 95% (p/v). Em cada um dos frascos reacionais foram adicionados 25g de linho enriquecido com FFA, produzindo assim proporções de uréia: FFA de linho de 2:1; 4:1 e 6:1, respectivamente. Cada uma das soluções no segundo, no terceiro e no quarto frasco reacional foram misturadas juntas e, a seguir, deixadas em repouso por cerca de quatro horas em temperatura ambiente (isto é, na faixa de 18°C até 28°C), tempo durante o qual o SFFA cristalizou-se com a uréia e decantou fora da solução reacional. As misturas em cada um do segundo, do terceiro e do quarto frasco reacional foram, a seguir, filtradas para produzir um primeiro, um segundo e um terceiro filtrado enriquecido com UFFA, respectivamente, e um primeiro, um segundo e um terceiro concentrado enriquecido com SFFA, respectivamente. Álcool 95% foi separado de cada um do primeiro, do segundo e do terceiro filtrado enriquecido com UFFA por evaporação, fornecendo deste modo uma primeira, uma segunda e uma terceira fração oleosa enriquecida com UFFA. Cada uma das frações oleosas enriquecidas com UFFA foi lavada duas vezes com 100 mL de água acidificada (pH 3-4) e, a seguir, secas, produzindo deste modo uma primeira fração UFFA enriquecida compreendendo 79,01% de ALA, uma segunda fração UFFA enriquecida compreendendo 79,26% de ALA, e uma terceira fração UFFA enriquecida compreendendo 80,02% de ALA.

Exemplo 4

Transesterificação e separação do óleo de borragem

Em um primeiro frasco reacional foram introduzidos 1.000 quilos de óleo de borragem RBD compreendendo 23,3% de GLA, depois do que um vácuo foi aplicado no primeiro frasco reacional, enquanto que o óleo foi aquecido e mantido a 100°C por 30 minutos, até que toda a água residual fosse removida do óleo de borragem, deste modo secando o óleo de borragem, depois do que o óleo de borragem seco foi esfriado até 60°C. Enquanto o óleo de borragem estava secando, 10 gramas de cristais de hidróxido de potássio (KOH) foram adicionados em 634 gramas de etanol absoluto e misturados até ser alcançada sua completa dissolução. A solução de KOH/etanol foi transferida para o óleo de borragem RBD seco esfriado para formar uma primeira mistura e agitada por 2 horas a 60°C, depois do que a primeira mistura foi deixada assentar em uma fração de óleo superior enriquecida com FAEE e uma fração de etanol inferior enriquecida com glicerina. A fração de etanol inferior enriquecida com glicerina foi separada da fração superior enriquecida com FAEE. A fração de etanol enriquecida com glicerina foi redirecionada para recuperação e reciclo do etanol e para o processamento adicional da glicerina em formas comercializáveis para venda.

A fração enriquecida com FAEE foi lavada duas vezes através da adição de um peso igual de água quente, misturação apropriada e, a seguir, deixada a mistura assentar em uma fase enriquecida com FAEE superior e uma fase aquosa inferior, depois do que a fase aquosa inferior foi removida. A fração enriquecida com FAEE lavada foi, a seguir, seca sob vácuo para remover toda a água residual. O conteúdo de GLA da fração de FAEE seca foi de 23,4%.

A fração de FAEE seca de borragem RBD foi complexada com uréia para enriquecer o conteúdo de GLA como se segue. Primeiramente, 200 gramas de uréia foram adicionados a 600 gramas de etanol 95% e agitado a 50°C até a dissolução total, produzindo deste modo uma proporção de uréia:etanol 95% de 1:3 (p/p). A seguir, 100 gramas da fração FAEE de borragem seca preparados a partir da primeira mistura foram adicionados na solução de uréia-etanol 95%, produzindo deste modo uma segunda mistura, a qual foi misturada em temperatura ambiente (isto é, numa faixa de 18°C até 28°C) por um período de 2 horas, tempo durante o qual SFFA e SFAEE presentes na fração FAEE cristalizaram com a uréia e decantaram para fora da solução reacional. A segunda mistura foi, a seguir, filtrada para produzir um filtrado enriquecido com UFAEE e um concentrado enriquecido com SFAEE contendo SFAEE e uréia.

O etanol foi separado do filtrado enriquecido com UFAEE por evaporação, fornecendo deste modo uma fração oleosa enriquecida com UFAEE. A fração oleosa enriquecida com UFAEE foij lavada duas vezes com 500 mL de água acidificada (pH 4-5) e, a seguir, seca, produzindo dessa forma uma fração UFAEE enriquecida compreendendo 52,3% de GLA.

Exemplo 5

Transesterificação e separação de óleo de foca

Em um primeiro frasco reacional foram introduzidos 2.000 quilos de óleo de foca compreendendo 20,0% de ácidos graxos de ômega-3, depois do que um vácuo foi aplicado no primeiro frasco.reacional enquanto o óleo foi aquecido e mantido a 100°C por 30 minutos até que toda a água residual fosse removida, deste modo secando o óleo de foca, depois do que o óleo de foca seco foi esfriado até 60°C. Enquanto o óleo de foca estava secando, 20 gramas de cristais de hidróxido de potássio (KOH) foram adicionados em 614 gramas de etanol 95% e misturados até ser alcançada a completa dissolução. A solução KOH/etanol foi transferida para o óleo de foca seco esfriado para formar uma primeira mistura e agitada por 2 horas a 60°C, depois do que a primeira mistura foi deixada decantar em uma fração oleosa superior enriquecida com FAEE de óleo de foca e uma fração de etanol inferior enriquecida com glicerina. A fração de etanol inferior enriquecida com glicerina foi separada da fração superior enriquecida com FAEE de óleo de foca. A fração de etanol enriquecida com glicerina foi redirecionada para recuperação e reciclo do etanol e para processamento adicional da glicerina em formas comercializáveis para venda.

Quantidades iguais da fração enriquecida com FAEE de óleo de foca foram introduzidas em um segundo frasco reacional e em um terceiro frasco reacional. Uma quantidade suficiente de uréia, dissolvida em etanol (95% em peso) foi adicionada à fração enriquecida com FAEE de óleo de foca no segundo frasco reacional em uma proporção de uréia para FFA de 4:1 (v/v) e em uma concentração de uréia para solvente de 40% (p/v) para formar uma segunda mistura. Uma quantidade suficiente de uréia dissolvida em etanol (95% em peso) foi adicionada à fração enriquecida de FAEE de óleo de foca no terceiro frasco reacional em uma proporção de uréia para FFA de 3:1 (p/p) e em uma concentração de uréia para solvente de 40% (p/v) para formar uma terceira mistura. A segunda e a terceira mistura foram separadamente e individualmente bem misturadas e, a seguir, deixadas em repouso por vinte horas a 20°C. A segunda e a terceira mistura foram, a seguir, individualmente e separadamente filtradas para produzir um primeiro e um segundo filtrado enriquecidos com UFAEE e um primeiro e um segundo concentrado enriquecidos com SFAEE contendo SFAEE e uréia.

O etanol foi separado de cada filtrado enriquecido com UFAEE por evaporação, fornecendo dessa forma uma primeira e uma segunda fração oleosa enriquecida com UFAEE. A fração oleosa enriquecida com UFAEE foi lavada duas vezes com água acidifiçada (pH 3-4) e, a seguir, secou-se sob vácuo para remover toda a água residual. Uma comparação dos ésteres de ácidos graxos de ômega-3 no óleo de foca de partida e da primeira e da segunda fração oleosa enriquecidas com UFAEE produzidas a partir destes, conforme aqui revelado, está apresentada na Tabela 1. Tabela 1: Conteúdo e composição de ácidos graxos de ômega-3 em óleo de foca e em ésteres etilicos insaturados enriquecidos produzidos a partir destes.

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Enquanto modalidades exemplificativas particulares da presente invenção foram descritas anteriormente, é para ser entendido que outras modalidades são possíveis dentro do escopo da presente invenção e são destinadas a serem incluídas aqui. Em vista das várias alterações e variações que serão aparentes para as pessoas versadas na técnica, o escopo da presente invenção é para ser considerado limitante somente pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Processo compreendendo: (a) saponificação de uma mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa para a formação de ácidos graxos livres caracterizado pelo fato de que a mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa é saponificada misturando-se a referida mistura com um álcool C1-3 ou uma combinação de um álcool C1-3 e água numa temperatura elevada na presença de um catalisador alcalino para formar uma primeira mistura; (b) complexação dos ácidos graxos livres com uréia; e (c) separação dos ácidos graxos livres complexados com uréia em uma primeira e uma segunda fração em que a primeira fração é enriquecida com ácidos graxos livres saturados e exaurida de ácidos graxos livres insaturados e a segunda fração é enriquecida com ácidos graxos livres insaturados e exaurida de ácidos graxos livres saturados.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do processo ainda compreender a transesterificação da segunda fração para formar alquil ésteres de ácidos graxos insaturados de cadeia longa.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do álcool C1-3 ser etanol e a maioria do etanol ser etanol reciclado recuperado do processo.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de (i) ajustar o pH da primeira mistura abaixo de 6 pela adição de um ácido após a saponificação da mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa, e (ii) recuperar uma fração de ácido graxo livre enriquecida e uma fração de glicerina enriquecida a partir da primeira mistura de pH ajustado em que a fração de ácido graxo livre enriquecida recuperada é a fonte de ácidos graxos livres complexados com uréia na etapa (b).

5. Processo, de acordo com a reivindicação Ir caracterizado pelo fato de que os ácidos graxos livres são complexados com uréia pela mistura dos ácidos graxos livres com uréia dissolvida em um álcool C1-3 ou uma combinação de um álcool C1-3 e água para formar uma segunda mistura.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a complexação dos ácidos graxos livres com uréia forma uma fração sólida enriquecida de ácidos graxos livres saturados e uma fração liquida enriquecida de ácidos graxos livres insaturados.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de separação de ácidos graxos livres complexados com uréia em uma primeira fração e uma segunda fração compreende a etapa de separar a fração sólida e a fração líquida.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a fração líquida e a fração sólida são separadas por filtração.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de separação de ácidos graxos livres insaturados residuais na primeira fração dos ácidos graxos livres saturados na primeira fração para obter ácidos graxos livres insaturados adicionais.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de transesterificação dos ácidos graxos livres insaturados adicionais para formar alquil ésteres de ácidos graxos insaturados de cadeia longa.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa é um óleo selecionado do grupo compreendendo óleos vegetais, óleos animais e óleos marinhos.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o referido óleo vegetal é um óleo não refinado selecionado do grupo consistindo de óleo de soja, óleo de milho, óleo de palma, óleo de canola, óleo de colza, óleo de borragem, óleo de linho e óleo de primula.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o referido óleo vegetal é um óleo refinado selecionado do grupo consistindo de óleo de soja, óleo de milho, óleo de palma, óleo de canola, óleo de colza, óleo de borragem, óleo de linho e óleo de primula.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o referido óleo marinho é selecionado do grupo consistindo de óleos de foca e óleos de peixe.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os alquil ésteres são etil ésteres.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os referidos alquil ésteres de ácidos graxos insaturados de cadeia longa são adequados para uso como combustível de biodiesel.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os referidos alquil ésteres de ácidos graxos insaturados de cadeia longa são adequados para uso como ácidos graxos ômega-3 enriquecidos.

18. Processo, compreendendo: (a) complexação de uma mistura de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa com uréia caracterizado pelo fato de que os alquil ésteres de ácidos graxos são complexados com uréia através da mistura de alquil ésteres de ácidos graxos com uréia dissolvida em um álcool C1-3 ou uma combinação de um álcool C1-3 e água para formar uma primeira mistura; e (b) separação dos alquil ésteres de ácidos graxos complexados com uréia em uma primeira fração e uma segunda fração em que a primeira fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados, e a segunda fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados.

19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a complexação dos alquil ésteres de ácidos graxos com uréia forma uma fração sólida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e uma fração liquida enriquecida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de separação de alquil ésteres de ácidos graxos complexados com uréia em uma primeira fração e uma segunda fração compreende a etapa de separação da fração sólida e da fração liquida.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a fração sólida e a fração liquida são separadas por filtração.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de separação de alquil ésteres de ácidos graxos livres insaturados residuais na primeira fração a partir dos alquil ésteres de ácidos graxos livres saturados na primeira fração para obter alquil ésteres de ácidos graxos livres insaturados adicionais.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que os alquil ésteres de ácidos graxos são etil ésteres de ácidos graxos.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a mistura de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e saturados de cadeia longa é derivada de um óleo transesterifiçado selecionado do grupo consistindo de óleos vegetais, óleos animais e óleos marinhos.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a mistura de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e saturados de cadeia longa é derivada de um óleo vegetal transesterifiçado selecionado do grupo consistindo de óleo de soja, óleo de milho, óleo de palma, óleo de canola e óleo de colza.

26. Processo de abastecimento compreendendo: (a) formação de uma fonte de combustível para um motor de combustão interna, compreendendo pelo menos as etapas de: (1) saponificação de uma mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa para formar ácidos graxos livres, caracterizado pelo fato de que a mistura de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa é saponificada misturando-se a referida mistura com um álcool C1-3 or uma combinação de um álcool C1-3 e água em uma temperatura elevada na presença de um catalisador alcalino; (2) complexação dos ácidos graxos livres com uréia; (3) separação dos ácidos graxos livres complexados com uréia em uma primeira fração e uma segunda fração em que a primeira fração é enriquecida com ácidos graxos livres saturados e exaurida de ácidos graxos livres insaturados e a segunda fração é enriquecida com ácidos graxos livres insaturados e exaurida de ácidos graxos livres saturados; e (4) transesterificação da segunda fração para formar alquil ésteres de ácidos graxos insaturados de cadeia longa adequados para uso como um combustível de biodiesel; e (b) uso da segunda fração transesterifiçada como uma fonte de combustível em um motor de combustão interna.

27. Processo de abastecimento compreendendo: (a) formação de uma fonte de combustível para um motor de combustão interna, compreendendo pelo menos as etapas de: (1) complexação de uma mistura de alquil ésteres de ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa com uréia caracterizado pelo fato de que os alquil ésteres de ácidos graxos são complexados com uréia através da mistura de alquil ésteres de ácidos graxos com uréia dissolvida em um álcool C1-3 ou uma combinação de álcool C1-3 e água para formar uma primeira mistura; e (2) separação dos alquil ésteres de ácidos graxos complexados com uréia em uma primeira fração e uma segunda fração em que a primeira fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos saturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos insaturados, e a segunda fração é enriquecida com alquil ésteres de ácidos graxos insaturados e exaurida de alquil ésteres de ácidos graxos saturados; e (b) uso da segunda fração como uma fonte de combustível em um motor de combustão interna.