Autor: Engenheiro de Alimentos, Ademar Lopes.
Conceito
de fluido supercrítico
Ao
submeter um fluido qualquer, limitado a um volume definido, a pressões e
temperaturas muito altas, o comportamento dinâmico deste fluido concentra-se a
um ponto específico. E esse ponto específico é denominado Ponto Crítico. A
pressão critica e a temperatura critica do gás são específicos. A pressão
critica de um gás é definida como a pressão acima no qual o gás não pode mais
ser liquefeito, independente da diminuição de temperatura. A temperatura critica
é a temperatura acima no qual o gás não pode mais ser liquefeito, independente
do aumento da pressão[1,3]
Quando
o fluido é submetido a maiores pressões e temperaturas, ele se torna
supercrítico. Nessa região supercrítica, as propriedades intrínsecas do fluido
são modificadas, tais como: densidade, viscosidade, coeficiente de difusão e
etc. A ilustração teórica é representada pelo diagrama de temperatura x pressão
a seguir.
Figura
1: Diagrama de temperatura x pressão.
Um
fluido supercrítico apresenta propriedades de um gás e um líquido. Em um
exemplo, a densidade deste fluido supercrítico, pode ser mudada pela mudança da
pressão aplicada sob o fluido. Um fluido supercrítico com a uma alta densidade solvata
compostos igual a um liquido, ressaltando que por apresentar comportamento gás-líquido,
o mesmo também possui alta difusibilidade, igual a um gás[1].
Extração Supercrítica
A
extração supercrítica tem como base nas propriedades dos fluidos supercríticos
no estado em que se encontram. Por terem a sua densidade alterada, estes
apresentam alta dissolução igual a um líquido, e alta difusibilidade igual a um
gás.
Muitos
são os gases estudados na extração supercrítica, mas em virtude de parâmetros
como: perigo em risco de explosão, toxicidade, custos e entre outros, tem-se
utilizado o dióxido de carbono (CO2), por ser mais seguro, é
facilmente encontrado e é bem mais viável economicamente falando[2,3].
Equipamentos utilizados na extração
supercrítica
Em
uma extração supercrítica, os equipamentos básicos são: uma fonte de dióxido de
carbono, um compressor, um vaso de extração, uma válvula de expansão, uma câmara
de separação, além de sensores como pressostato e termostato e os controladores[4].
Figura 2: Diagrama representativo de uma
extração super-critica. Google imagens
Extração de Líquido por fluido supercrítico
Nesta extração, é utilizada uma coluna de
extração inicialmente projetada para operar a altas pressões. Em sua operação,
a coluna é alimentada com a mistura contendo a matéria-prima de interesse, em
contracorrente com o fluido supercrítico, havendo assim um forte contato do
fluido supercrítico com a mistura, e ocorrendo a solubilização e o arraste da matéria-prima[4].
Extração de Sólido por fluido
supercrítico
Nesta
extração, a matéria-prima sólida é moída, sendo colocada na coluna extratora.
Na coluna extratora, existem placas perfuradas para a livre circulação do
fluido juntamente com o material a ser extraído. No caso em particular, o
material a ser extraído pode ser óleos essenciais ou aromas. A mistura gasosa
obtida sai do extrator por uma válvula de expansão, cuja função é diminuir a
pressão do gás, e assim precipitando os aromas ou os óleos em um separador, e o
gás(CO2) é então admitido pelo compressor retornando para o
extrator, e realizando um processo cíclico.[4]
Vantagem
Como
vantagens tem-se que por utilizar gases inertes e não tóxicos, são
relativamente seguros, não agridem o meio ambiente, são gases em temperatura
ambiente e etc. Sendo na maioria dos casos o dióxido de carbono. Por o fluido
apresentar característica líquido-gasosa, este possui alta solvatação e alta
difusão, otimizando assim a extração. Além disso, em relação ao processo a
vantagem também está na manipulação dos parâmetros de operação como a
temperatura e pressão[5].
Desvantagem
Como
desvantagem, tem-se que por aplicar diversos equipamentos sofisticados, este
tipo de extração se torna muito oneroso, devido aos custos dos equipamentos[5].
Aplicação
A
extração supercrítica tem uma vasta aplicabilidade, podendo ser usada nos
seguintes setores: Engenharia de Alimentos, na extração de corantes, aromas,
extração e refino de óleos; Indústria Farmacêutica; Perfumaria e Industria de
processamento químico.
Figura
3: Exemplos de corantes alimentícios. Google imagens.
Referencias
[1]- Carrilho, Emanuel, et al. Fluidos supercríticos em
química analítica. I. Cromatografia com fluido supercrítico: Conceitos
termodinâmicos Quim. Nova, Vol. 24, No. 4, 509-515, 2001.
[2]- Coelho, l. A. F., oliveira, j. V., pinto, j. C.
Modelagem e simulação do processo de extração supercrítica do óleo essencial de
alecrim. Ciênc. Tecnol. Aliment. Vol. 17 n.
4 campinas dec. 1997
[3]- Santos, Debora Nascimento. Extração com dióxido de
carbono supercrítico e estudo da composição de sementes de pitanga(Eugenia
uniflora L.). Dissertação de Mestrado. Faculdade de Zootecnia e Engenharia de
Alimentos da Universidade de São Paulo. Pirassununga. São Paulo. 2012
[4]- Santos, Jaqueline C. dos. Extração com fluido
supercrítico e suas aplicações na obtenção de produtos naturais. Trabalho de
conclusão de curso de Farmácia. Universidade do Rio Grande do Sul. Rio Grande
do Sul, Porto Alegre. 2011.
[5]-
Maul, Aldo Adolar. Fluidos supercríticos. Revista
Pesquisa. São Paulo. Pág. 42-46
Sem comentários:
Enviar um comentário