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Type: TESE DIGITAL
Title: Análise do processo de desterpenação do óleo de laranja por extração líquido-líquido utilizando solventes hidroalcoólicos através de simulação computacional = Analysis of the process of orange oil deterpenation by liquid-liquid extraction using hydroalcoholic solvents through computational simulation
Title Alternative: Analysis of the process of orange oil deterpenation by liquid-liquid extraction using hydroalcoholic solvents through computational simulation
Author: Silva, Thatianne Caminha da, 1989-
Advisor: Martinez, Patrícia Fazzio Martins, 1978-
Abstract: Resumo: O óleo de laranja é bastante utilizado por indústria de cosméticos e de bebidas. Trata-se de um coproduto extraído durante a produção do suco da fruta. Também pode ser obtido por hidrodestilação das flores e folhas de laranjeira. Possui uma concentração elevada de compostos terpênicos que são instáveis ao calor e ao oxigênio, e podem se degradar. A forma de diminuir a concentração desses componentes é através da desterpenação. Trata-se de um processo de remoção dos terpênicos, fazendo com que os responsáveis pelas características aromatizantes, os compostos oxigenados, tornem-se uma fração maior do óleo. Geralmente, a desterpenação é realizada por evaporação, entretanto as altas temperaturas empregadas costumam degradar o material. Para contornar essa dificuldade, a desterpenação pode ser realizada em condições amenas de temperatura e pressão, por extração líquido-líquido. Para indústrias de perfumes e bebidas, extratos alcoólicos de óleos essenciais são interessantes devido à alta solubilidade em solventes polares e à redução das reações de oxidação na presença do álcool. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho analisar o comportamento do processo de desterpenação utilizando uma coluna de extração líquido-líquido, tendo como ferramenta o simulador de processos Aspen Plus e empregando solventes hidroalcoólicos de etanol com diferentes hidratações (31,77% e 42,84% de água, em massa). Adotou-se o modelo NRTL para obter os parâmetros binários por meio dos dados de equilíbrio líquido-líquido da literatura. Foram considerados dois sistemas: quaternário (limoneno/linalol/etanol/água) e pseudoternário (limoneno/linalol/solvente hidroalcoólico). Para ambos os sistemas, variou-se as condições operacionais da coluna de extração: a razão solvente/alimentação (S/F) e o número de estágios. Através das composições das correntes de saída da coluna de extração foi possível determinar as condições operacionais de quatro cenários: (1) a condição com menor número de estágios e uma menor razão S/F para se produzir óleo desterpenado (3 estágios e razão S/F de 0,5 para ambos os solventes); (2) a condição que obtém a maior vazão de óleo desterpenado (3 estágios e razão S/F de 4,5 e 5 estágio e razão S/F de 5,0, para o solvente menos e mais hidratado, respectivamente); (3) a que alcança a maior recuperação de linalol na corrente extrato (5 estágios e razão S/F de 2,0 e 6 estágios e razão S/F de 4,0, para o solvente menos e mais hidratado, respectivamente); (4) e aquela que possui um ponto ótimo entre a seletividade e o rendimento (5 estágios e razão S/F de 1,5 e 5 estágio e razão S/F de 3,5, para o solvente menos e mais hidratado, respectivamente). No cenário (4), extraiu-se 91% do linalol presentes na alimentação, para o solvente menos hidratado, e 89,6% de linalol, para o mais hidratado. O sistema pseudoternário possibilitou a visualização do diagrama ternário, porém não foi suficientemente exato na descrição do sistema. O estudo mostrou que misturas hidroalcoólicas são capazes de alcançar uma alta recuperação de compostos oxigenados no processo de desterpenação do óleo de laranja, produzindo extratos hidroalcoólicos com altos teores de linalol, em base livre de solvente, favoráveis à aplicações em indústrias de perfumarias e de bebidas

Abstract: Orange oil is highly used by cosmetics and beverage industries. It is a coproduct extracted during the production of fruit juice. It can also be obtained by hydrodistillation of orange flowers and leaves. It has a high concentration of terpene compounds that are unstable to heat and oxygen, and can degrade. The way to decrease the concentration of these components is through deterpenation. It is a process of terpenes removal, making those responsible for the aromatizing characteristics, the oxygenated compounds, to be concentrated. Generally, the deterpenation is carried out by evaporation, however the high temperatures applied usually degrade the material. To overcome this difficulty, the deterpenation can be performed under mild conditions of temperature and pressure, by liquid-liquid extraction. For perfume and beverage industries, alcoholic extracts of essential oils are interesting because of their high solubility in polar solvents and the reduction of oxidation reactions in the presence of alcohol. Thus, the objective of this work was to analyze the behavior of the desterpenation process by liquid-liquid extraction column, through the Aspen Plus process simulator and using hydroalcoholic solvents of ethanol with different hydrations (31.77% and 42.84% water, by weight). Through liquid-liquid data from the literature was obtained the binary parameters of NRTL model. Two systems were considered: quaternary (limonene / linalol / ethanol / water) and pseudoternary (limonene / linalol / hydroalcoholic solvent). For both systems, the operating conditions of the extraction column were varied: the ratio Solvent/Feed (S / F) and the number of stages. The operating conditions of four scenarios were determined by (1) the condition with the lowest number of stages and a lower S / F ratio to produce the deterpenated oil (3 stages and S / F of 0.5 for both solvents); (2) the condition that obtains the highest flow of deterpenated oil (3 stages and S / F ratio of 4.5 and 5 stage and S / F ratio of 5.0, for the solvent less and more hydrated, respectively); (3) the one that reaches the highest recovery of linalool in the current extract (5 stages and S / F ratio of 2.0 and 6 stages and S / F ratio of 4.0, for the solvent less and more hydrated, respectively); (4), and one that has an optimal point between selectivity and yield (5 stages and 1.5 and 5 stage S / F ratio and S / F ratio of 3.5, for the less and more hydrated solvent, respectively ). In scenario (4), 91% of the linalool present in the feed was extracted for the solvent less hydrated, and 89.6% of linalool was extracted for the most hydrated. The pseudoternary system allowed the visualization of the ternary diagram, however was not sufficiently accurate in the description of the system. The study showed that hydroalcoholic mixtures are able to achieve a high recovery of oxygenated compounds in the orange oil deterpenation process, producing hydroalcoholic extracts with high levels of linalool (solvent-free basis) avorable to applications in the perfumery and beverage industries
Subject: Solventes
Extração líquido-líquido
Terpenos
Aspen plus
Etanol
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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