Relatório - Extração Sólido-líquido, Trabalhos de Engenharia Química

Baixe Relatório - Extração Sólido-líquido e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! 2020.1 EQUI052 CTEC/UFAL EXTRAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO Myriam Karolayne Soares Vieira – 16111066 1. INTRODUÇÃO A extração sólido-líquido é de ampla importância na indústria química, principalmente na indústria alimentícia por possibilitar a remoção de componentes específicos de matérias- primas de origem natural, predominantemente oleaginosas. Os extratos são submetidos a processos de separação para obtenção dos componentes principais, que são vendidos como insumos para indústrias ou diretamente ao consumidor. Ademais, os três principais métodos para a extração do óleo são: extração mecânica, extração por solvente e extração mista. O processo de extração sólido-líquido ocorre pelo contato entre um solvente e um soluto que se deseja extrair, resultando no transporte de massa difusivo do soluto para o solvente e consequente formação do extrato [1]. Além da extração por solvente, há a extração mecânica, a qual é realizada aplicação de forças de compressão. A prensa hidráulica é um equipamento constituído por um pistão, acionado hidraulicamente, que comprime o material contido em um cesto provido de um orifício de saída para o líquido prensado, em ciclos de tempo e pressões definidas. Todavia, tal processo apresenta menor rendimento.[2]. Dessa maneira, utiliza-se a extração mista que é a junção do processo mecânico com o processo por solvente. O objetivo do presente trabalho é determinar a quantidade de óleo extraído do coco desidratado para um tempo de residência determinado. 2. METODOLOGIA Para a realização do processo de extração mecânica, pesou-se 100g de coco — previamente submetido a um processo de secagem — que foi colocado em um cilindro com furos, sendo pressionado por um êmbolo, utilizando-se uma prensa. O processo foi realizado para as pressões 5, 10 e 15 toneladas ao longo do tempo. O óleo extraído foi recolhido em um béquer que estava sobre uma balaça para a realização da pesagem, o tempo começou a ser cronometrado a partir da obtenção da primeira gota de óleo. Posteriormente, uma quantidade da torta obtida do processo foi pesada (6,4946g), assim como uma amostra da oleaginosa que não passou pela extração mecânica (8,8355g), e postas emcartuchos feitos de papel filtro, previamente pesados. As duas amostras foram submetidas, durante uma hora, a extração por solvente — o etanol foi utilizado como solvente — através do equipamento Soxhlet com as seguintes configuração: Program: 0; Soxhlet Standard; Step: 1; Heating 10; Cycles/Time: 0 / 1h. Ao final do processo, o material dentro do cartucho é novamente pesado para determinar a quantidade de óleo extraído. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na aula experimental online, por meio do processo de pesagem, foram medidas as massas em tempos diferentes e nas respectivas pressões, resultando na obtenção de 14 aferições , por meio das quais foi possível construir o gráfico de massa em função do tempo, como apresentado na figura 1. Figura 1 – Gráfico de massa extraída por prensagem versus tempo. Fonte: Autora, 2021. Por meio da análise gráfica, percebe-se que à medida que a pressão aumenta, a quantidade de óleo extraída também aumenta. Ademais, fazendo uma subtração simples (massa final - massa inicial) tendo em vista a variação das pressões em 5 ton, 10 ton e 15 ton, respectivamente, obtemos diferenças de 22,7g, 12,3g e 7g de massa de óleo. Dessa maneira, percebe-se que quanto maior a pressão, menor a variação entre a massa inicial e a massa final. Ao final da extração mecânica, obtivemos uma massa de 48,9g de torta e 42g de óleo, correspondendo a um rendimento de 42% em relação a massa total. Segundo Araújo (2008) a prensagem mecânica pode alcançar um rendimento de até 72%, já a prensagem sob alta pressão aumenta o rendimento na extração em até 5%, dispensando a extração por solvente. Assim, verifica-se que a extração por prensa não foi muito eficiente. O desempenho da prensagem depende da preparação da matéria-prima, havendo influência de parâmetros, tais como temperatura de prensagem, teor de umidade das amostras e pressão aplicada. Dessa forma, as condições para a realização do processo de secagem da oleaginosa impactou diretamente na obtenção do baixo rendimento, tendo em vista a elevada temperatura e curto tempo de secagem. O equipamento Soxhlet é um extrator de refluxo de solvente, cuja extração é intermitente, no qual o solvente é aquecido até entrar em ebulição, o vapor é condensado e goteja sobre o cartucho, solubilizando a substância a ser extraída. Os principais fatores que influenciam a extração são o tamanho da partícula, o solvente, a temperatura e a agitação do fluido. Ademais, o solvente escolhido deve ter viscosidade suficientemente baixa para que circule livremente, outros fatores que influenciam na escolha são solubilidade do produto de interesse, toxicidade e custo. Quanto aos resíduos sólidos, tais materiais devem receber um destino de acordo com suas propriedades, especificamente, pode ser utilizado com finalidade alimentícia devido a alta quantidade protéica presente. Por fim, na extração por solvente, obteve-se um rendimento do processo para a amostra da torta de 13,6% e para a oleaginosa pura de 14,61%. Todavia, esperava-se que o rendimento fosse maior do que o alcançado no processo de extração por prensa. O tempo de residência pode ter influenciado diretamente nos baixos valores encontrados, visto que quanto maior for esse tempo, mais solvente irá se difundir no interior do sólido, havendo uma quantidade maior de óleo extraído no processo. Para mais, os erros no processo de extração podem também estar associados a perdas de material nos equipamentos. 4. CONCLUSÃO Por meio do presente experimento, foi possível avaliar alguns métodos utilizados para extrair óleos, assim como comparar os rendimentos obtidos em tais processos. Foi possível observar que a extração mecânica apresentou o melhor rendimento. Ademais, para obter um maior rendimento, seria necessário fazer um melhor tratamento na matéria-prima e, especialmente para extração por solvente, aumentar o tempo de contato entre o solvente e o sólido, realizando mais ciclos no equipamento Soxhlet. 5. REFERÊNCIAS [1] ARAÚJO, G. S. Produção do biodiesel a partir de óleo de coco (Cocos nucifera L.). 2008. 104f. Dissertação. (Mestrado) – Centro de Tecnologia, UFRN. Natal, Rio Grande do Norte, 2008. [2] BART, Hans-Jorgt; PILZ, Stephan. Industrial Scale Natural Products Extraction. 1. ed. Germany: Wiley-VCH, 2011. 296 p. [3] CARVALHO, C. O. Comparação entre métodos de extração do óleo de Mauritia Flexuosaa. 2011. 110f. Dissertação. (Mestrado) − Universidade do Estado do Amazonas. Manaus, Amazonas, 2011. [4] SOLETTI, J. I.; COELHO, D. G. ROTEIRO DE PRÁTICA – Laboratório de Engenharia Química 3. Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.