Tecnologia supercrítica aplicada ao processamento de óleos essenciais, óleos vegetais, corantes, estévia | Lasefi
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Data: Fevereiro/2000 - Junho/2005
PROJETO TEMÁTICO da FAPESP: 1999/01962-1
Coordenadora: MARIA ANGELA DE ALMEIDA MEIRELES
O Brasil é grande produtor de condimentos, ervas aromáticas, raízes e frutos tropicais empregados tanto pela indústria da alimentação quanto pelas indústrias farmacêutica e de cosméticos. Alguns destes produtos são consumidos localmente, enquanto outros são exportados. Dentre os produtos de exportação podemos mencionar a pimenta-do-reino, cravo-da-índia, gengibre, etc. O óleo essencial e/ou oleoresina vetiver, eucalipto, palma-rosa, canela, menta, etc. são exportados. O país é também grande produtor de estévia, uma planta cujo extrato vem sendo utilizado a anos como substituto de sacarose em dietas especiais. Além disso, outras plantas possuem óleos fixos (vegetais) que podem ser, potencialmente, economicamente explorados. Várias raízes e frutos tropicais possuem óleos essenciais, aromas e grandes quantidades de amido e celulose, como por exemplo, a cúrcuma, o açafrão, a pupunha, o bacuri, etc. que poderiam vir a ser integralmente aproveitados industrialmente.
As questões relacionadas ao desenvolvimento, empregando técnicas que evitem ou minimizem os danos ao meio ambiente, têm sido bastante debatidas neste final de século. Processos que empregam como solvente de extração gases a altas pressões (sendo o dióxido de carbono o exemplo mais importante), ou fluidos pressurizados (caso da água, usada em reações de hidrólise), são, genericamente denominados de Tecnologia Supercrítica, e classificados como processos limpos. Os produtos obtidos por esta técnica estão isentos de resíduos tóxicos e geralmente possuem uma qualidade elevada quando comparados aos produtos obtidos por técnicas convencionais. As exigências dos consumidores indicam que num futuro próximo produtos de alta qualidade serão cada vez mais requisitados. Este fato pode ser comprovado, por exemplo, pelo abandono, na Europa, do uso em geladeiras domésticas de refrigerantes clorados, como o freon. Esta tendência de consumo pode ser amplamente explorada por países como o Brasil, que dispõe de grandes áreas para cultivo. Mas, para aproveitar efetivamente seu potencial, o país precisa desenvolver e/ou adaptar tecnologias que sejam economicamente viáveis e ecologicamente corretas.
Neste contexto, os objetivos deste projeto são a elaboração de produtos para o mercado interno e externo, com alto valor agregado, empregando-se técnica que não comprometa o meio ambiente, usando matéria prima que tenha sido cultivada por métodos ecologicamente corretos. Estes objetivos podem ser classificados como: i) Estudo do cultivo, processamento pós-colheita e armazenamento; ii) Estudo do processamento empregando-se tecnologia supercrítica; iii) Estudo da qualidade e aceitação dos produtos. Para que estes objetivos sejam alcançados, as ações do projeto devem se concentrar nas seguintes etapas:
1. Estudo do cultivo de plantas aromáticas, condimentares e medicinais;
2. Estudo da cinética para a extração supercrítica e subcrítica com dióxido de carbono e co-solventes de óleos essenciais, oleoresinas, óleos vegetais fixos, ácidos graxos livres e glicosídeos diterpênicos;
3. Fracionamento e purificação de misturas complexas com dióxido de carbono supercrítico;
4. Caracterização da composição química dos extratos;
5. Determinação da solubilidade de produtos naturais in dióxido de carbono;
6. Determinação de propriedades de transporte e termodinâmicas de produtos naturais em fluidos supercríticos;
7. Determinação de propriedades físicas de substâncias normalmente presentes em aromas, óleos essenciais, oleoresinas e corantes naturais;
8. Modelagem e simulação aplicada à tecnologia supercrítica
9. Desenvolvimento de um banco de dados – ProdNat (eletrônico), sobre óleos essenciais; óleos vegetais; corantes naturais; edulcorantes naturais, aromas, e etc contendo informações do tipo: a) Origem; dados agronômicos; dados econômicos (preço internacional, importadores, etc); b)Usos populares; usos industriais; c) Composição dos extratos obtidos por extração supercrítica/subcrítica; hidrodestilação, destilação por arraste a vapor; extração com etanol e isopropanol; d) Rendimento e velocidade de processo: condições de processo (temperatura, pressão, solvente, etc.); e) Propriedades de transporte e termodinâmicas: solubilidade operacional, coeficiente de difusão de massa efetivo, etc.; f) Propriedades físicas conhecidas: temperatura de ebulição normal, densidade, índice de refração, viscosidade, pressão de vapor, etc.; g) Propriedades dos compostos que formam a mistura: temperatura e pressão críticas, estrutura química, etc.; h) Método(s) preditivo(s) mais adequado para estimar propriedades de transporte, físicas e termodinâmicas das substâncias que formam as misturas; i) Dados de equilíbrio líquido-vapor; líquido-líquido, liquído-fluído supercrítico; para binários e sistemas complexos; j) Parâmetros de interação binária entre os componentes que formam as misturas para uso com equações de estado cúbicas (Peng-Robinson, Redlich-Kwong, etc. e suas modificações); k) Diagramas de equilíbrio de fases para as misturas e os solventes de interesse; l) Condições operacionais ótimas para produção em pequena, média e grande escalas.