Processos Industriais: Unidade de Extração Supercrítica

De Alessandra Costa e Lorena Benathar Ballod Tavares

A extração supercrítica utilizando dióxido de carbono como solvente é considerada uma "tecnologia verde" de alta eficiência na obtenção de produtos naturais com aplicação em áreas como a farmacêutica e de alimentos. Embora seja uma tecnologia bastante estudada, dados sobre a ampliação de escala do processo de extração supercrítica ainda são restritos. Portanto, este livro pretende atender a essa lacuna, detalhando as etapas de um processo industrial de extração supercrítica de um subproduto do processamento de vinho tinto, a partir de sementes de Vitis vinifera, com o propósito de obter óleo de semente de uva. A obra enfoca o dimensionamento de uma unidade de extração supercrítica com capacidade para produzir, diariamente, 600 kg de óleo. Para a realização da ampliação de escala são apresentados os balanços numéricos de massa e energia, e também o dimensionamento dos equipamentos e de parte da tubulação do processo. Também são expessos o diagrama de blocos de produção do óleo de semente de uva, o fluxograma de processo e uma sugestão de layout para a empresa. Este livro é destinado àqueles que visam empreender na obtenção de produtos por meio da extração supercrítica, aos estudantes de Engenharia que precisam elaborar trabalhos acadêmicos sobre unidades de processamento, além de docentes que buscam um material didático com ênfase no tema.

• Idioma: Português
• Editora: Editora Appris
• Data de lançamento: 15 de jul. de 2019
• ISBN: 9788547317157

Pré-visualização do livro

Editora Appris Ltda.

1ª Edição - Copyright© 2018 dos autores

Direitos de Edição Reservados à Editora Appris Ltda.

Nenhuma parte desta obra poderá ser utilizada indevidamente, sem estar de acordo com a Lei nº 9.610/98.

Se incorreções forem encontradas, serão de exclusiva responsabilidade de seus organizadores.

Foi feito o Depósito Legal na Fundação Biblioteca Nacional, de acordo com as Leis nºs 10.994, de 14/12/2004 e 12.192, de 14/01/2010.

AGRADECIMENTOS

À Capes e ao CNPq, pelas oportunidades recebidas

no mestrado e na graduação.

A Arlete, Eliazir e Giancarlo, por todo amor,

todo apoio e toda compreensão que nunca me faltaram.

Alessandra

Ao Prof. Dr. Atilano Antonio Vegini, por compartilhar magníficas

ideias e experiências sobre empreendedorismo e ampliação de escala.

À Capes e ao CNPq, pelas várias oportunidades recebidas

ao longo da minha experiência profissional.

Lorena

APRESENTAÇÃO

O Brasil, por ser um país de vasta atividade agrícola, gera grande quantidade de resíduos agroindustriais e a busca por alternativas para a utilização desse material vem crescendo dentro de várias universidades e centros de pesquisa. As vinícolas, por exemplo, enfrentam o problema de descarte do bagaço, a biomassa residual do processo de fabricação do vinho. Embora seja biodegradável, necessita de um tempo mínimo para ser decomposta, constituindo-se numa fonte de poluentes ambientais.

Uma possibilidade para o aproveitamento do bagaço é a produção do óleo proveniente de sementes de uva, um produto rico em ácidos graxos essenciais, tais como o ômega 6 e 9, e em antioxidantes, especialmente a vitamina E. Esse óleo pode ser utilizado tanto para a alimentação, em substituição aos óleos vegetais comuns, como pode ser empregado como matéria-prima nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

O óleo de sementes de uvas pode ser extraído por meio de diversas técnicas, entretanto a maioria delas é realizada empregando solventes e/ou altas temperaturas, o que pode comprometer a qualidade final do óleo. Portanto, uma alternativa adequada é a extração supercrítica, a qual vem sendo amplamente investigada nas últimas décadas (MICHIELIN, 2002; MARTÍNEZ, 2005; ALMEIDA, 2006; PENEDO, 2007; SILVA, 2008; FIORI, 2009; GLISIC et al., 2010). Trata-se de uma tecnologia limpa, pois é um processo livre de resíduos tóxicos, e que não provoca a degradação dos extratos, pois opera em temperaturas baixas.

A extração supercrítica é uma técnica que explora as propriedades dos solventes acima de seus pontos críticos, as quais são intermediárias entre um gás e um líquido, isso confere a esses fluidos maior solubilidade e poder de solvatação. Além disso, o simples ajuste da temperatura e da pressão do processo permite obter uma alta seletividade, possibilitando a obtenção de um produto mais puro. O dióxido de carbono é o solvente mais utilizado, pois além de ser facilmente separado do soluto, é inerte e atóxico. Portanto, sabendo que as indústrias do vinho têm um papel importante na economia de diversos países e que seu processamento gera quantidades significativas de resíduos, este livro aborda o processo de extração supercrítica do óleo da semente de uva e dimensiona a unidade de produção desse óleo.

O livro focaliza o dimensionamento de uma unidade industrial de extração supercrítica do óleo de semente de uva com capacidade para produzir, diariamente, 600 kg de óleo. São apresentados os balanços numéricos de massa e energia, e também o dimensionamento dos equipamentos e de parte da tubulação do processo. Para o aprendizado desse processo de extração é apresentado o diagrama de blocos de produção do óleo de semente de uva, o fluxograma de processo e uma sugestão de layout para a empresa. O processo global dessa extração é composto por duas fases principais: o pré-tratamento da matéria-prima (no caso, a semente de uva) e a extração propriamente dita. A fase de pré-tratamento engloba as etapas de recebimento da matéria-prima, secagem e moagem, enquanto a fase da extração é caracterizada pela passagem contínua do dióxido de carbono supercrítico (solvente) por um vaso de extração em leito fixo, onde estão contidas as sementes. O dióxido de carbono é separado da água e do óleo extraídos em um vaso de separação pela simples mudança das condições de pressão e temperatura, nas quais o dióxido volta à fase vapor. O óleo e a água são separados por decantação e o óleo segue para envase e expedição.

Ao final da leitura deste livro, o leitor não apenas terá uma visão detalhada de como dimensionar uma unidade de produção de óleo de semente de uva por meio da extração supercrítica, mas também, quais as etapas que estão envolvidas no dimensionamento de uma unidade de obtenção de um produto industrializado.

As autoras

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

LISTA DE SÍMBOLOS

Letras gregas

Subscritos*

*Os índices numéricos correspondem à corrente