Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica

A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R<SUP>2 </SUP> próximos da unidade.

ABSTRACT: Supercritical fluid extraction of liquid and solid materials sparked interest for industrial applications in recent decades, particularly under the concept of green chemistry and biorefineries, so it is essential to make a modeling of this process in order to optimize and simulate operating conditions process. The objective of this work consists in determining the parameters of mass transfer of supercritical extraction of solid matrix by employing carbon dioxide as solvent, from kinetic data extraction and five systematic evaluation of mathematical models to describe the kinetics extraction of oils from the peel and pulp of buriti, oil from açaí and oleoresin from turmeric, measured in Supercritical Extraction Laboratory, Faculty of Chemical Engineering (UFPA) in order to contribute to the study of scale-up and production cost analysis. Were evaluated the models of Tan and Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), and Sovová (1994). The extraction kinetics modeling was performed using computer applicatives developed and validated in this work from different experimental data published in the literature. Facing 40 kinetic measurements with different extraction equipment, bed settings, types of raw materials, preparation of materials, pressure and temperature and other process parameters (especially income and global flow solvent), was built an overview of results ability of the models on the mass transfer in more different curves describing the overall extraction. Generally, the model Goto et al. (1993) and Sovová (1994) showed the best predictions to experimental data of raw materials treated in this work with smaller values of chi-square, relative errors, range and standard error and R<SUP>2 </SUP> values close to unity.