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EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA DO ÓLEO ESSENCIAL DO
ABAJERU (CHRYSOBALANUS ICACO)
Carmen Escosteguy Vargas
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
PROGRAMAS DE PÓS GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS
PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA
QUÍMICA.
Aprovada por:
_________________________________________
Prof. Angela Maria Cohen Uller, Dr. Ing.
_________________________________________
Prof. Geraldo Lippel Sant’Anna, Dr. Ing.
_________________________________________
Dr. Elioni Maria de Arruda Nicolaiewsky, D. Sc.
_________________________________________
Dr. Marisa Fernandes Mendes, D. Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
ABRIL DE 2005
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VARGAS, CARMEN ESCOSTEGUY
Extração Supercrítica do óleo Essencial do
Abajerú (Chrysobalanus icaco) [Rio de Janei-
ro] 2005
VIII, 93 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,
Engenharia Química, 1989)
Tese - Universidade Federal do Rio de
Janeiro, COPPE
1. Extração Supercrítica
I. COPPE/UFRJ II. Título ( série )
ii
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DEDICATÓRIA I:
É com muito amor e gratidão que dedico este trabalho aos
responsáveis diretos por eu estar aqui hoje, meus pais, Manoel
da Cunha Vargas e Helena Escosteguy Vargas, os quais
sempre incentivaram e apoiaram meus estudos.
iii
DEDICATÓRIA II:
É com muito respeito e admiração que dedico também este
trabalho a uma pessoa muito especial, minha avó, Maria Luiza
Dias Escosteguy, que me recebeu em sua casa de braços
abertos, com muito carinho, sendo uma verdadeira avó, mãe e
amiga, durante o primeiro ano de mestrado e de Rio de
Janeiro.
iv
AGRADECIMENTOS
Como dizer “obrigada” quando há muitos a quem agradecer?
Obviamente que este trabalho é um agradecimento aos meus pais,
Manoel da Cunha Vargas e Helena Escosteguy Vargas, pela
oportunidade e incentivo que me deram para chegar até aqui e,
principalmente, pelos ensinamentos de vida, como o respeito, a
responsabilidade, o amor e a bondade. E às minhas irmãs, Andréia
Escosteguy Vargas e Manuela Escosteguy Vargas, pelo apoio, pela
amizade e pela torcida para o meu sucesso.
Algumas pessoas são responsáveis de forma mais direta pela
realização deste trabalho.
- Agradeço aos meus orientadores, Profª. Ângela M. C. Uller, Prof.
Fernando L. P. Pessoa e a Marisa Mendes, pelos ensinamentos não
só acadêmicos e profissionais, mas também pelos de vida, pelas
experiências e oportunidades, pelos incentivos e apoios, e
principalmente, por acreditarem em mim.
- Agradeço à Profª. Débora Azevedo e aos técnicos Ana Paula do
Carmo e Fábio Novaes, do Instituto de Química/UFRJ, pela
orientação e realização das análises cromatográficas.
- Agradeço aos meus colegas do PEQ, em especial, Francine Zogbi e
Ricardo Carvalho, pela amizade e companheirismo nos estudos.
- Agradeço ao pessoal do Laboratório de Separação e Purificação,
Beatriz Chaves e técnicos, pelo apoio.
v
- Agradeço aos alunos de iniciação científica, Cristiano e Julia, pela
troca de conhecimentos.
- Agradeço aos meus amigos, em especial, Cleonice F. Santos,
Karine N. Van Teffelen, Lilian Fagundez Rodrigues, Raquel Bernardon
Toigo e Tatiana Fagundez Rodrigues, pelo dom da amizade e pela
força que sempre me deram pra seguir em frente. Devo me desculpar
pela ausência física, pois estarei sempre junto a vocês em
pensamento onde quer que estejam.
- Agradeço à minha prima, Carolina Escosteguy Epifanio, que muito
corajosamente me convidou para dividirmos um lar, pelo seu sempre
bom humor e alto astral. Muito obrigada prima, principalmente pela
sua amizade e pelas longas conversas e discussões “filosóficas” a
respeito da vida.
- Agradeço ao meu noivo, Fábio Moreira Pereira, por me mostrar que
o amor, o verdadeiro amor, ainda existe. Muito obrigada meu amor,
por alimentar de novo o que já estava perdido neste mundo, o sonho
do matrimônio e de constituirmos juntos uma nova família.
- E, por fim, agradeço àqueles que de uma forma ou de outra
estiveram presentes e contribuíram para a realização deste título,
durante estes dois anos de mestrado.
vi
Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários
para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M. Sc.)
EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA DO ÓLEO ESSENCIAL DO
ABAJERU (Chrysobalanus icaco)
Carmen Escosteguy Vargas
Abril / 2005
Orientadores: Angela Maria Cohen Uller
Marisa Mendes
Programa: Engenharia Química
Pertencente à família Chrysobalanaceae, abajeru (Chrysobalanus icaco) é uma
planta originária da Região dos Lagos, no Estado do Rio de Janeiro. Conhecida por
apresentar atividade anti-diabética, anti-reumática e anti-blenorrágica é muito usada
no Brasil pela medicina popular na forma de chás. A fim de identificar as substâncias
flavorizantes e hipoglicemiantes presentes nessa planta e desenvolver um processo
de obtenção de óleo de abajeru com alto valor agregado, este trabalho tem como
objetivo extrair o óleo essencial contido em suas folhas, usando a tecnologia de
extração com fluido supercrítico. O solvente usado nesse processo é o CO
2
, pois
dentre suas diversas vantagens apresenta moderadas temperatura e pressão críticas.
Os experimentos foram conduzidos usando as folhas secas de abajeru, em um
aparato contendo uma bomba de alta pressão, um extrator de aço inoxidável de 42 ml
de volume e uma válvula micrométrica para a amostragem. Foram testadas diferentes
condições operacionais, variando-se principalmente a temperatura (40 a 80 ºC) e a
pressão (100 a 190 bar), de modo a buscar os melhores resultados em termos de
rendimento e composição do óleo extraído, bem como o tempo de extração.
Observou-se que nas condições de 80 ºC e 190 bar, a massa extraída e a relação
gramas de extrato/gramas de abajeru foram maiores para 30min e 60min de extração.
vii
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as partial fulfillment of the requirements
for the degree of Master of Science (M. Sc.)
SUPERCRITICAL FLUID EXTRACTION OF ESSENTIAL OIL FROM
ABAJERU (Chrysobalanus icaco)
Carmen Escosteguy Vargas
April / 2005
Advisors: Angela Maria Cohen Uller
Marisa Mendes
Department: Chemical Engineering
Belonging to the family Chrysobalanaceae, abajeru (Chrysobalanus icaco) is a
plant originary from Região dos Lagos, in the state of Rio de Janeiro. Known for
presenting antidiabetical, antirheumatic and antiblenorragic activities, it is often used in
Brazilian popular medicine as a tea. In order to identify the flavoring and hypoglycemic
substances present in that plant, this work aims to extract the essential oil contained in
the leaves of abajeru using supercritical fluid extraction technology. The supercritical
solvent used in this process is CO
2
, because of its moderate critical temperature and
pressure, atoxicity, low cost and volatility. The experiments were conducted using dried
leaves of abajeru in an apparatus containing a high-pressure pump, a 42 ml volume
stainless steel extractor of and a micrometric valve for sampling. Different operational
conditions were tested, varying mainly the temperature (40 to 80 ºC) and the pressure
(100 to 190 bar), in order to search for the best ones, regarding process efficiency. The
results have shown that the best operational conditions for oil extration with
supercritical CO
2
were 190 bar and 80 ºC, for 30 and 60 minutes of extraction.
viii
NOMENCLATURA
Simbolo Descrição
ρ Massa específica do fluido (g/cm
3
)
ρ
s
Massa específica do sólido (g/cm
3
)
ε Porosidade do leito (adimensional)
U Velocidade axial do fluido (cm/min)
h Altura do leito (cm)
x Concentração de soluto na fase sólida (g/g)
x
0
Concentração de soluto inicial na fase sólida (g/g)
x
k
Concentração de soluto inacessível na fase sólida
x
p
Concentração de soluto livre na fase sólida (g/g)
y Concentração de soluto na fase fluida (g/g)
y
r
Solubilidade operacional (kg/kg)
K
f
a
0
Coeficiente de transferência de massa da fase fluida (min
-1
)
K
s
a
0
Coeficiente de transferência de massa da fase sólida (min
-1
)
J(x,y) Taxa de transferência de massa (g/cm
3
.s)
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.3 – Diagrama de Fases de um Componente Puro.........................................11
Figura 2.4 - Esquema de uma Unidade Industrial de Extração Supercrítica ...............16
Figura 3.1 - Abajeru (Chrysobalanus icaco).................................................................26
Figura 3.2 - Aparato experimental utilizado para extração do óleo essencial do abajeru
com CO
2
supercrítico.....................................................................................................27
Figura 3.3 - D - Vaso extrator; E – Válvula Micrométrica; F – Rafinado.......................28
Figura 3.4 - B – Bomba de Alta Pressão; H – Manômetro...........................................28
Figura 3.5 - Relação da massa extraída com a densidade de CO
2
para o tempo de
extração de 1h...............................................................................................................32
Figura 3.6 - Relação da massa extraída com a densidade de CO
2
para o tempo de
extração de 30 min........................................................................................................32
Figura 3.7 - Aparato Clevenger....................................................................................33
Figura 3.8 - Aparato da Extração em Sohxlet...............................................................34
Figura 3.9 - Cromatograma (CG/EM) da extração com fluido supercrítico..................36
Figura 3.10 - Cromatograma (CG/EM) da Extração em Soxhlet..................................38
Figura 3.11 - Cromatograma (GC/DIC)da Hidrodestilação...........................................40
Figura 4.1 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 40 ºC
(experimentos realizados em 30 min de extração)........................................................53
Figura 4.2 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 40 ºC
(experimentos realizados em 30 min de extração)........................................................53
x
Figura 4.3 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 60 ºC
(experimentos realizados em 30 min de extração)........................................................54
Figura 4.4 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 60
ºC(experimentos realizados em 30 min de extração)....................................................54
Figura 4.5 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 80 ºC
(experimentos realizados em 30 min de extração)........................................................55
Figura 4.6 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 80 ºC
(experimentos realizados em 30 min de extração)........................................................55
Figura 4.7 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 40 ºC
(experimentos realizados em 1 h de extração).............................................................56
Figura 4.8 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 40 ºC
(experimentos realizados em 1 h de extração).............................................................56
Figura 4.9 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 60 ºC
(experimentos realizados em 1 h de extração).............................................................57
Figura 4.10 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 60 ºC
(experimentos realizados em 1 h de extração).............................................................57
Figura 4.11 - Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 80
ºC (experimentos realizados em 1 h de extração).........................................................58
Figura 4.12 - Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994) a 80 ºC
(experimentos realizados em 1 h de extração).............................................................58
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Propriedades físicas de alguns fluidos.....................................................12
Tabela 2.2 - Escalas comerciais de plantas utilizando extração com CO
2
supercrítico....................................................................................................................14
Tabela 2.3 – Aplicações dos processos de EFS em fase de
desenvolvimento............................................................................................................17
Tabela 3.1 – Condições operacionais utilizadas na EFS..............................................29
Tabela 3.2 - Média dos rendimentos (%) para tempo de extração de 60 min..............30
Tabela 3.3 - Média dos rendimentos (%) para tempo de extração de 30min...............30
Tabela 3.4 - Indicativo de compostos presentes no extrato da EFS.............................37
Tabela 3.5 - Indicativo de compostos presentes no extrato do Sohxlet........................39
Tabela 3.6 - Principais compostos isolados de plantas do gênero Bauhinia................42
Tabela 4.1 - Densidade do CO
2
(g/cm
3
)........................................................................49
Tabela 4.2 - Variáveis necessárias ao modelo de transferência de massa..................50
Tabela 4.3 - Solubilidade Operacional Experimental (kg
óleo
/kg
CO2
) para 60 min de
extração.........................................................................................................................51
Tabela 4.4 - Solubilidade Operacional Experimental (kg
óleo
/kg
CO2
) para 30 min de
extração.........................................................................................................................51
Tabela 4.5 - Solubilidade Operacional Calculada (kg
óleo
/kg
CO2
) para 60 min de
extração.........................................................................................................................52
xii
Tabela 4.6 - Solubilidade Operacional Calculada (kg
óleo
/kg
CO2
) para 30 min de
extração.............................................................................................................52
xiii
ÍNDICE GERAL
CAPÍTULO I ...................................................................................................................2
INTRODUÇÃO ...............................................................................................................2
CAPÍTULO II ..................................................................................................................4
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................................................................4
2.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 4
2.2 ÓLEOS ESSENCIAIS............................................................................................... 6
2.3 EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA ................................................................................ 10
2.4 REVISÃO DA LITERATURA .................................................................................. 17
CAPÍTULO III ...............................................................................................................25
MATERIAIS E MÉTODOS ...........................................................................................25
3.1 MATERIAIS ............................................................................................................ 25
3.2 APARATO EXPERIMENTAL.................................................................................. 26
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...................................................................... 29
3.4 RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................. 30
3.5 ANÁLISES CROMATOGRÁFICAS ........................................................................ 35
CAPÍTULO IV...............................................................................................................44
MODELAGEM MATEMÁTICA DA EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA DO ÓLEO
ESSENCIAL DO ABAJERU
........................................................................................44
4.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................ 44
4.2 MODELO CINÉTICO.............................................................................................. 47
4.4 RESULTADOS GERADOS NA MODELAGEM MATEMÁTICA ............................. 51
CAPÍTULO VI...............................................................................................................60
CONCLUSÃO.......................................................ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
CAPÍTULO VI...............................................................................................................62
SUGESTÕES FINAIS...........................................ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
Pertencente à família da Chrysobalanaceae, originária de regiões tropicais, a
planta abajeru (Chrysobalanus icaco) está presente na Região dos Lagos do Estado
do Rio de Janeiro, mais especificamente na Praia das Dunas no município de Cabo
Frio/RJ. Consumido sob a forma de chá, observou-se que a sua principal ação no
organismo é a redução do excesso de glicose no sangue. Isto se deve à presença dos
princípios ativos, que embora não conhecidos, conferem à planta atividade medicinal
satisfatória, agindo como anti-diabético, anti-reumático e anti-blenorrágico.
Atualmente, cerca de 7,60% da população brasileira e 7,47% da população carioca, no
Rio de Janeiro, sofrem de diabetes. O grande percentual de diabéticos e de espécies
com as características como as do abajeru, não exploradas no Brasil, motivaram a dar
início a este estudo (http://www.Diabetes.org.br).
Dentre os processos de extração convencionais para óleos presentes em
plantas medicinais estão a extração com solventes orgânicos, a destilação a vapor e a
hidrodestilação. Nos últimos anos tem-se notado uma grande tendência,
principalmente nos países desenvolvidos, de rejeição a produtos obtidos através de
processos que sejam agressivos ao meio ambiente ou ao ser humano diretamente.
Além disso, muitos países adotaram regulamentações para os níveis de
contaminantes nos produtos finais, o que gera grandes incrementos nos custos
operacionais das empresas (Reverchon (1994)). Para atender a essas novas
necessidades, uma alternativa de processo se destaca, a extração com fluido
supercrítico. Apesar do alto custo de implantação, esse método resulta em produtos
de qualidade superior, alta seletividade e fácil separação dos solutos e solvente,
realizada apenas pela redução da pressão e/ou temperatura (McHugh e Krukonis
(1994); Temelli et al. (1996)).
2
A extração de óleos vegetais com fluidos supercríticos tem sido estudada
desde a década de 80. As substâncias geralmente usadas como solvente nos
processos de extração supercrítica, possuem baixa temperatura crítica e pressão
crítica, o que é muito importante quando se quer concentrar substâncias termolábeis,
como é o caso de produtos naturais de alto valor agregado. Devido a tais
características, o CO
2
é o solvente mais amplamente empregado.
Com base em todas as considerações expostas com relação aos óleos
essenciais e às plantas medicinais, o objetivo deste trabalho é extrair o óleo essencial
das folhas de abajeru, a fim de identificar as substâncias flavorizantes e
hipoglicemiantes presentes nessa planta, usando a tecnologia de extração com fluido
supercrítico. Além disso, nenhum trabalho sob o mesmo enfoque, usando a mesma
matéria-prima e tecnologia de separação, a extração usando fluido supercrítico, foi
encontrado na literatura.
No capítulo II é apresentada uma revisão bibliográfica geral que consta de
históricos, conceitos e demais curiosidades da extração supercrítica e dos óleos
essenciais presentes em plantas vegetais, assim como, citações de trabalhos
encontrados na literatura referentes a esse assunto.
No capítulo III é apresentado o aparato experimental utilizado para a extração
do óleo essencial do abajeru, a unidade de extração supercrítica. Todo procedimento
experimental e testes realizados no extrato obtido, como análises cromatográficas, são
descritos neste capítulo, assim como, a comparação destes resultados com os de
hidrodestilação e de extração em sohxlet.
No capítulo IV é abordada uma breve revisão dos modelos matemáticos
utilizados para processos de extração com fluido supercrítico, assim como, a descrição
do modelo escolhido para este estudo, a metodologia empregada e os resultados
gerados.
No capítulo V tem-se a conclusão deste estudo, e por fim, no capítulo VI são
apresentadas algumas sugestões finais, para o prosseguimento deste trabalho.
3
CAPÍTULO II
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo é apresentada uma revisão bibliográfica geral que consta de
históricos, conceitos e demais curiosidades da extração supercrítica e dos óleos
essenciais, presentes em plantas vegetais, assim como, citações de trabalhos
encontrados na literatura referentes a esse assunto.
2.1 INTRODUÇÃO
As plantas vêm tendo um papel muito importante, estando cada vez mais
presentes na vida dos seres humanos, do ponto de vista nutricional, terapêutico e
aromático, conferindo-lhes aplicabilidade nas indústrias de perfumaria, cosmética,
alimentar e farmacêutica.
Os óleos essenciais presentes nas plantas são misturas complexas de
compostos orgânicos, na maior parte dos casos, insolúveis em água. A composição e
a concentração dos óleos essenciais podem diferir de espécie para espécie, podendo
mesmo ser diferentes dentro da mesma espécie, ou na mesma população em
diferentes períodos do ano (Esquível et al. (1999)).
Os usos dos óleos essenciais apresentam diversas vantagens em relação à
planta de onde são extraídos, dentre as quais se destacam:
- Determinadas plantas têm que ser utilizadas frescas, uma vez que,
à medida que envelhecem, perdem compostos voláteis, o que as
poderá tornar inutilizáveis;
4
- As quantidades de plantas necessárias para se obter o aroma, ou
princípio ativo, pretendido podem ser largamente reduzidas;
- Os problemas de contaminação bacteriana são totalmente
eliminados e
- O controle de qualidade do produto é mais simplificado, permitindo a
obtenção de quantidades e composições mais uniformes.
Os métodos tradicionais de extração são a destilação, a hidrodestilação e a
extração com solventes orgânicos.
A utilização da destilação para a obtenção de óleos essenciais teve origem na
China, tendo-se posteriormente expandido ao ocidente, aperfeiçoando-se. O seu
desenvolvimento industrial surgiu na Europa, mais exatamente na Grécia. A destilação
é um processo de separação de misturas líquidas, baseado na diferença de
composições dos constituintes nas fases líquida e vapor, em equilíbrio, devido à
diferença de volatilidade entre os componentes da mistura (Esquível et al. (1999)).
A extração de óleos essenciais por hidrodestilação pode ser efetuada por dois
métodos. Na destilação tipo Clevenger, a matriz a tratar é imersa em água. O
aquecimento até fervura provoca a formação de vapor que arrasta os compostos mais
voláteis. Após condensação, esses compostos separam-se da água por decantação.
Na destilação com arraste por vapor, o vapor de água atravessa a matriz carreando os
componentes voláteis, sendo a separação semelhante à da destilação Clevenger.
Na destilação, o material é sujeito a temperaturas próximas dos 100 ºC, o que
pode levar à decomposição dos constituintes termolábeis. O aquecimento prolongado
em contato com a água pode conduzir à hidrólise de ésteres, polimerização de
aldeídos ou decomposição de outros compostos.
A utilização de solventes permite a extração de compostos lipofílicos. A escolha
de um solvente para a extração de produtos naturais exige ter em mente todos os
processos envolvidos na obtenção do extrato, desde a extração, a separação e a
recuperação do solvente. A extração com solventes tem como principais desvantagens
o fato de os solventes clássicos serem, geralmente, pouco seletivos e os extratos
obtidos apresentarem, muitas vezes, uma cor escura e uma consistência viscosa.
Além disso, a eliminação do solvente aumenta os custos energéticos e os riscos de
5
perda dos compostos voláteis, sendo, na maioria das vezes, impossível a remoção
completa do solvente.
De maneira a suprir as desvantagens dos métodos convencionais de extração,
a extração de compostos com fluido supercrítico evoluiu muito nos últimos anos como
uma alternativa de processo. A separação de compostos químicos e frações de
petróleo e a extração de produtos naturais com fluidos supercríticos foram as que
primeiro contribuíram para o desenvolvimento do método da extração supercrítica, que
começou a ser estudada durante a década de 50 por vários grupos de pesquisadores
na URSS, USA e Alemanha. No final da década de 60, surgiram várias patentes de
processos usando fluidos supercríticos como solventes de extração de aromas e
lipídios. A aplicação comercial da extração supercrítica foi iniciada em 1978, com a
extração de cafeína do café e de lúpulo (Esquível et al. (1999)).
2.2 ÓLEOS ESSENCIAIS
Os óleos essenciais constituem-se em elementos voláteis contidos em vários
órgãos das plantas e assim são denominados devido à composição lipídica que
apresentam, quimicamente diferentes da composição glicerídica dos verdadeiros óleos
e gorduras. Estão associados a várias funções necessárias à sobrevivência do vegetal
em seu ecossistema, exercendo papel fundamental na defesa contra microorganismos
e predadores e também na atração de insetos e outros agentes fecundadores (Siani et
al. (1999)).
Na prática médica popular, os óleos essenciais possuem uma larga tradição de
uso. Quimicamente, em sua maioria, são constituídos de substâncias terpênicas e,
eventualmente, de fenilpropanóides, acrescidos de moléculas menores, como álcoois,
ésteres, aldeídos e cetonas de cadeia curta. O perfil terpênico apresenta normalmente
substâncias constituídas de moléculas de dez e de quinze carbonos (monoterpenos e
sesquiterpenos), mas dependendo do método de extração e da composição da planta,
terpenos menos voláteis podem aparecer na composição do óleo essencial (assim
como podem se perder os elementos mais leves). De acordo com a família a que
pertencem, as diversas espécies de plantas acumulam esses elementos voláteis em
órgãos anatômicos específicos. Do ponto de vista de exploração da biodiversidade
vegetal, quando esse órgão representa um substrato renovável (ex: resina, folha, flor,
fruto, semente), é possível extrair a essência sem eliminar a planta. Isso a torna uma
fonte de óleo essencial ecologicamente correta (Siani et al. (1999)).
6
No entanto, a grande parte dos óleos essenciais mundialmente
comercializados são atualmente oriundos de cultivos racionalizados e, sempre que
possível, estabilizados genética e climaticamente, o que garante a reprodutibilidade do
perfil químico do produto (Siani et al. (1999)).
2.2.1
Utilização terapêutica dos óleos essenciais
O uso dos óleos essenciais como agentes medicinais é conhecido desde a
remota antigüidade. Há registros pictóricos de seis mil anos atrás, entre os egípcios,
de práticas religiosas associadas à cura de males, às unções da realeza, e à busca de
bem estar físico, através dos aromas obtidos de partes específicas de certos vegetais,
como resinas, folhas, flores, sementes etc. As substâncias aromáticas também já eram
populares nas antigas China e Índia, centenas de anos antes da era cristã, quando
eram incorporados em incenso, poções e vários tipos de acessórios, usados
diretamente sobre o corpo. No entanto, foi apenas a partir da Idade Média, através do
processo de destilação, introduzido pelos muçulmanos, que se iniciou a real
comercialização de materiais aromáticos (Tyrrel (1990)).
A primeira obra contendo referências para o uso médico de ervas e óleos de
sementes aromáticas, o “Kraüterburch”, foi publicada em 1551, pelo alemão Alan
Lonicir. O termo Aromaterapia foi cunhado pelo químico francês M. Gatefossé, a partir
da experiência em acelerar sua própria convalescença das queimaduras sofridas após
um grave acidente em seu laboratório, através do uso da essência de lavanda.
Há cerca de duas décadas, vem se consolidando nos meios científicos o termo
Aromacologia, que trata do estímulo, por intermédio do olfato, ao sistema límbico
cerebral e ao hipotálamo, respectivamente. Este é o responsável pelo controle do
comportamento emocional e impulsos motivacionais do ser humano e o controlador da
maioria das funções vegetativas e endócrinas do corpo (Corazza (2000)).
A Aromacologia lida com os efeitos resultantes de estímulos alcançados
através das vias olfativas até o cérebro. Não trata dos efeitos alcançados por
intermédio da introdução de agentes ativos na corrente sangüínea, ou através da
ingestão ou da absorção transdérmica, (Jelinek (1994)). Os experimentos com o
sistema olfativo e inalações são principalmente efetuados no Japão, Estados Unidos e
7
Europa. Fora à indústria de cosméticos, poucos trabalhos foram desenvolvidos sobre a
aplicação tópica dos óleos, e são concentrados em seus efeitos terapêuticos.
A maior parte da pesquisa realizada com óleos essenciais ingeridos é
executada pelas indústrias de alimentos e bebidas e não visam exatamente seus
aspectos farmacológicos (Buckle (1993)).
2.2.2
Propriedades biológicas dos óleos essenciais
Sem dúvida, os óleos essenciais encontram sua maior aplicação biológica
como agentes antimicrobianos. Esta capacidade, presente na grande maioria destes
compostos, de certa maneira representa uma extensão do próprio papel que exercem
nas plantas, defendendo-as de bactérias e fungos fitopatogênicos. A maior parte dos
trabalhos sobre atividades biológicas atribuídas aos óleos essenciais, que são
descritos na literatura especializada, versa sobre esse aspecto (Janssen et al. (1987)).
Em experimentos in vitro, realizados na Índia, o óleo essencial das folhas de
jambolão foi efetivo em inibir o crescimento do vibrião da cólera (Vibrio cholerae) até a
diluição de 1:500, com moderado efeito quando diluído 1:1000. Um efeito ainda maior
foi conseguido com o óleo de Eugenia bracteata. Ambos ainda exibiram uma eficácia
contra Salmonella typhi (Rao et al. (1970)).
Recentemente, os óleos essenciais de dezessete espécies de mirtáceas foram
testados contra seis microorganismos, entre bactérias e fungos. Os melhores
resultados revelaram as boas inibições do crescimento de Staphilococcus aureus e S.
epidermidis, sendo que a espécie Marlierea eugeniopsoides foi a mais efetiva,
estendendo o poder inibidor a vários outros microorganismos (Limberger et al. (1998)).
Por outro lado, os óleos essenciais de três espécies de Psidium foram ativos contra
Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa (Santos et al. (1997b)). O óleo de
Melaleuca alternifolia demonstrou um poder germicida superior ao fenol, quando
testado frente ao Bacilus typhosus (Guenter (1976)).
Alguns óleos essenciais foram ativos em testes in vitro contra Plasmodium
falciparum, o agente infectante da malária. Tal efeito é atribuído provavelmente a um
sinergismo entre as substâncias terpenóides presentes nos óleos (Milhau et al.
(1997)). Também há registros da efetividade in vitro de óleos essenciais sobre
8
Entamoeba histolytica (De Blasi et al. (1990)) e sobre a cercária de Schistosoma
mansoni (Frischkorn et al. (1978)).
Entre muitas outras atividades farmacológicas específicas descritas para os
óleos essenciais, ainda são dignas de menção as atividades inibidoras do crescimento
de células neoplásicas (Siani et al. (1999); Saens et al. (1996)) e de alguns tipos de
vírus, incluindo herpes simplex tipo 1 (Siddiqui et al. (1996)), influenza e HIV (Hayashi
et al. (1995)).
Seguindo um paradigma análogo ao papel dos terpenóides nas plantas, a
pesquisa dos óleos essenciais como agentes repelentes de insetos vem revelando o
potencial desses compostos nessa área (Don-Pedro (1996)). Recentemente, vêm
sendo realizados, com sucesso, alguns testes biológicos de repelência aos insetos,
vetores de doenças, como os mosquitos do gênero Aedes, transmissores da dengue
(Matsuda (1996)) e o transmissor da doença de Chagas (Fournet (1996)).
9
2.3 EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA
2.3.1
Histórico
O preço elevado de solventes orgânicos, os fatores ambientais e as exigências
das indústrias, como por exemplo, farmacêuticas e de alimentos para produtos ultra-
puros, aumentaram a necessidade de se desenvolverem novas técnicas de
processamento. Surgiu então, na década de 60/70 a alternativa da utilização de fluidos
supercríticos como solventes para extração de óleos essenciais e aromas.
A extração com fluido supercrítico, em escala industrial, teve seu início na
Alemanha, no final dos anos 70, com o processo da remoção da cafeína do café
(Moore et al. (1994)). Os processos de extração supercrítica se destacam no ciclo
evolutivo, enfatizando-se as seguintes características atuais como muito importantes:
a utilização de uma tecnologia limpa, que não deixa resíduos, a aplicação de solventes
não tóxicos, a não alteração das propriedades das matérias-primas e a extração de
produtos com maior seletividade e pureza.
A extração supercrítica é geralmente mais rápida que a extração líquida. Em
conseqüência, a Extração com Fluido Supercrítico tornou-se uma alternativa
importante na extração de materiais de plantas.
2.3.2
Conceito
A extração supercrítica pode ser definida como a solubilização de
determinados compostos de uma matriz sólida ou líquida em um solvente em
condições supercríticas (Serafini et al. (2001)).
O princípio da extração com fluido supercrítico aproveita as propriedades
físicas dos fluidos no estado supercrítico. Como a densidade é semelhante à de um
líquido, oferece maior capacidade de dissolução para várias substâncias químicas. Por
conta da semelhança entre a sua viscosidade e a dos gases e o fato do coeficiente de
difusão ser maior que o dos líquidos, a extração das substâncias é muito facilitada.
Como somente uma pequena mudança da pressão/temperatura leva a uma grande
mudança na solubilidade e/ou densidade, o uso do fluido supercrítico permite um
isolamento altamente eficiente dos componentes a serem extraídos.
10
2.3.3
Fluido Supercrítico
Quando uma substância é elevada acima de seu ponto crítico de temperatura e
pressão, ela passa para uma condição chamada de "estado fluido supercrítico",
conforme mostrado na Figura 2.1.
PRESSÃO
FLUIDO
SUPERCRÍTICO
TEMPERATURA
SÓLIDO
LÍQUIDO
GÁS
PONTO
CRÍTICO
FIGURA 2.1 – Diagrama de Fases de um Componente Puro
FONTE: Phasex Corporation (http://www.phasex4scf.com)
A temperatura crítica (Tc) de um gás é aquela temperatura acima da qual ele
não pode mais ser liquefeito, não importando o quanto se eleve a pressão. A pressão
crítica (Pc) é definida como a pressão acima da qual o gás não pode mais ser
liquefeito, não importando o quanto se diminua a temperatura.
Os fluidos supercríticos apresentam uma particular combinação de
propriedades que fazem o processo de extração único: a densidade e o poder de
solubilização são como os do líquido; as propriedades de transporte e
compressibilidade são como as do gás. Além disso, é possível uma variação nas
propriedades por meio de pequena mudança na temperatura ou na pressão. A região
de maior interesse é a próxima do ponto crítico: 0,9<Tr<1,2 e 1<Pr<3, onde Tr e Pr
11
são a temperatura e pressão reduzidas, respectivamente (Tr=T/Tc e Pr=P/Pc). Nessa
região, mudanças relativamente pequenas na temperatura e na pressão produzem
largas mudanças na densidade. Essa característica qualifica a região dos fluidos
supercríticos como uma outra fase, distinta das conhecidas sólida, líquida e gasosa.
As propriedades dos fluidos supercríticos, particularmente o poder de
solvatação do solvente, são importantes nos processos extrativos. Pode-se,
inicialmente, elevar o poder de solvatação de um fluido requerido para uma separação
seletiva e, posteriormente, reduzir o poder de solvatação para extrair um composto
desejado e recuperar o solvente. Os solventes supercríticos penetram no substrato e
aproximam-se do equilíbrio melhor que os líquidos normais, devido ao fato de
possuírem maior difusividade e menor viscosidade do que estes.
Na Tabela 2.1, encontram-se algumas propriedades críticas dos fluidos mais
comumente empregados nos processos de extração.
TABELA 2.1: Propriedades físicas de alguns fluidos
Fluido Temperatura crítica (ºC) Pressão crítica (bar)
Nitrogênio -147,0 33,9
Metano -82,5 46,4
Etileno 9,2 50,3
Dióxido de Carbono 31,1 73,8
Propano 96,85 42,6
Amônia 132,4 113,0
Água 374,4 226,8
FONTE: Taylor (1996).
2.3.4
Usos e Aplicações
O processo de extração com fluido supercrítico pode ser aplicado nas
indústrias farmacêutica, de alimentos, cosmética, de engenharia de alimentos, de
perfumaria e para as indústrias de processamento químico, com as seguintes
finalidades:
12
- preparação de extratos que representem mais fielmente os
componentes das matérias-primas originais, tanto do aspecto
químico quanto do ponto de vista sensorial;
- isolamento, remoção, e/ou concentração de princípios ativos
naturais, tais como: antioxidantes, corantes, constituintes
organolepticamente idênticos, constituintes fitoterápicos e produtos
indesejáveis, como a nicotina, a cafeína e certos componentes
tóxicos;
- extração de matérias-primas e fármacos de fontes botânicas;
- processamento de produtos sanitários e suplementos alimentícios;
- produção de uma variedade de oleoresinas de condimentos de alta
qualidade;
- purificação de polímeros;
- extração e refino de óleos comestíveis;
- concentração de óleos cítricos;
- extração e fracionamento de óleos de sementes e ácidos graxos;
- extração de aromas e constituintes cosméticos;
- extração de inseticidas naturais de plantas;
- extração dos corantes da páprica, cúrcuma, urucum, genipapo,
tagetes e pimentas vermelhas;
- extração da lecitina pura da lecitina bruta;
- separação do colesterol da gema de ovo, de gorduras animais e de
carnes;
- extração rápida de produtos naturais, como café, lúpulo, cafeína,
lipídios;
- separação de aromáticos de produtos do petróleo;
- remoção de metais do resíduo do petróleo;
- extração de derivados da lignina;
- extração de hidrocarbonetos líquidos do carvão de pedra e da hulha;
- extração de óleos essenciais de plantas aromáticas, etc.
A Tabela 2.2 mostra as principais plantas comerciais de extração com CO
2
supercrítico (EFS) existentes no mundo.
13
TABELA 2.2: Escalas comerciais de plantas utilizando extração com CO
2
supercrítico
INDÚSTRIA UTILIZAÇÃO DA EFS CAPACIDADE
General Foods – Houston,
Texas, EUA
Kaffee HAG AG – Bremen,
Alemanha
Descafeinação do café
50.000 ton/ano
22.000 ton/ano
SKW – Trostberg AG,
Münchmüenster, Alemanha
Descafeinação de chá
6.000 ton/ano
Mori Oil Mills – Matsuzaka,
Japão
Extração de corantes de
pimenta
500 L (capac. do
extrator)
Cammilli Albert & Louie –
Grasse, França
Flavex GmbH – Rehlingen,
Alemanha
Extração de óleos essenciais
4 extratores de 100
L
1 ton/dia
Marbert GmbH – Dusseldorf,
Alemanha
Extração de Ácidos Graxos
da cevada
Desconhecida
Tekada Pharmaceuticals –
Japão
Purificação de resíduos
farmacêuticos
1.200 L (capac. do
extrator)
FONTE: Atti-Santos (2000).
2.3.5
Vantagens e Desvantagens
Das muitas vantagens particulares da extração supercrítica, as principais são:
- os solventes usados, geralmente, são gasosos a pressão
atmosférica e temperatura ambiente. Isso significa, que, após a
extração, eles podem ser facilmente eliminados de ambos, dos
resíduos de extração e dos produtos extraídos e recuperados;
- a maioria dos gases utilizados são fisiologicamente seguros e
inertes;
- com muitos gases, a separação de materiais é feita a baixas
temperaturas, o que é extremamente importante quando se extraem
substâncias naturais;
14
- as propriedades solventes dos gases comprimidos podem ser
fortemente variadas, tanto pelo ajuste apropriado da temperatura e
da pressão quanto pela introdução de agentes aditivos que mudem
a polaridade dos gases;
- os extratos quase não sofrem hidrólise, oxidação, esterificação,
caramelização ou alterações térmicas, por isso representam melhor
o material original; a força solvente é ajustada via compressão
mecânica;
- difusividade do soluto, consideravelmente maior do que a dos
solventes líquidos;
- com a adição de co-solventes, permite-se a extração diferencial de
solutos não polares até solutos de polaridade alta e
- não permanece solvente residual nos extratos obtidos por fluido
supercrítico e a adição de co-solventes orgânicos aumenta a
solubilidade do material a ser extraído.
Como desvantagem, pode-se citar os elevados custos dos equipamentos,
tornando-se assim um processo de investimento alto. Logo, os produtos de baixo valor
agregado e baixo rendimento não são preferencialmente extraídos por esse processo.
Ainda, compostos muito polares, dificilmente serão extraídos, sem a adição de um co-
solvente adequado.
2.3.6
Esquema de uma Unidade Industrial
A Figura 2.2 apresenta o diagrama simplificado de um típico processo de
extração com fluido supercrítico (Modelo ES-204, Supercritical Processing, Inc.), que
consiste basicamente de um compressor
2
(bomba de alta pressão), dois trocadores de
calor
3 e 5
, um vaso extrator
1
, uma válvula de expansão
4
e um vaso separador
6
.
A alimentação do solvente é feita através de um cilindro de alta pressão,
conectado à unidade. O solvente é alimentado no estado líquido, pois é uma exigência
para o funcionamento da bomba de alta pressão. Para garantir que essa exigência
seja cumprida, o solvente supercrítico passa previamente por um trocador de calor
(resfriador).
15
Fluido Supercrítico e Extrato
(5)
Trocador
de Calor
(4) Válvula
de Expansão
(1) Vaso
extrato
r
Matéria Prima (6)
Separador
(2) Compresso
r
(3)
Trocador
de Calor
(7) Extrato
Reciclo do fluido su
p
ercrítico
FIGURA 2.2: Esquema de uma Unidade Industrial de Extração Supercrítica
2.3.7
Perspectivas Futuras
As perspectivas do emprego da extração supercrítica relacionadas com os
resultados das pesquisas em desenvolvimento dão maior consciência aos demais
profissionais da área sobre as possibilidades que o processo oferece, sobre sua
viabilidade econômica, disseminação dos atuais conhecimentos sobre o assunto,
escolha das matérias-primas mais adequadas, necessidade de obter produtos isentos
de solventes orgânicos, as restrições cada vez mais presentes ao uso dos solventes
orgânicos tóxicos, necessidade de fracionamento de óleos essenciais sem quebra de
moléculas e a obtenção de produtos idênticos aos existentes na natureza, são
adequadas para as indústrias alimentícias, cosméticas e farmacêuticas.
O número de aplicações da extração com fluidos supercríticos continua a
crescer em todo o mundo. Sarrade et al. (2003) mostraram que o uso de membranas,
na presença de fluidos supercríticos, torna possível o projeto de processos muitos
atrativos e poderosos, para melhorar a transferência ou a reação, para ajustar o
contato de fases e para a fluidez de líquidos altamente viscosos.
16
Pelo que se verifica, a aplicação da extração com fluidos supercríticos já é uma
realidade, conforme exemplificado na Tabela 2.3, em parte impulsionada pela
demanda crescente de produtos de alta qualidade e da globalização da economia,
também no comércio de insumos farmacêuticos, alimentícios, químicos e cosméticos e
principalmente, pela seletividade, facilidade e capacidade de separação e
fracionamento que oferece para um grande número de compostos orgânicos, muitas
vezes impossíveis de serem extraídos pelos processos tradicionais e aqueles cuja
purificação torna-se por demais onerosa, necessitando de colunas de alta resolução,
nem sempre disponíveis no mercado nacional.
TABELA 2.3: Aplicações dos processos de EFS em fase de desenvolvimento
Matéria - Prima Extrato Fluido Supercrítico
Sementes de maracujá Óleo de maracujá Dióxido de Carbono
Limão Terpenos (d-limonemo) Dióxido de Carbono
Gemas de ovos ou
produtos lácteos
Colesterol Dióxido de Carbono
Grãos de café Cafeína Dióxido de Carbono
Lúpulo Resinas concentradas Dióxido de Carbono
Batata Frita Redução do teor de
óleo
Dióxido de Carbono
Óleo de vísceras de Lula Colesterol Dióxido de Carbono
Tabaco comercial Nicotina Dióxido de Carbono
Pele de ovelha Gordura animal Dióxido de Carbono
Borra de soja Tocoferol (Vitamina E) Dióxido de Carbono
Sementes de baunilha Óleo de baunilha Dióxido de Carbono
Solos e Plantas Pesticidas Metanol
Cana de Açúcar Agrotóxicos Dióxido de Carbono
Águas residuais Resíduos tóxicos Água (oxidação
supercrítica)
FONTE: Eckert (1999).
2.4 REVISÃO DA LITERATURA
Para a planta deste estudo em particular, o abajeru, não há nenhuma
referência na literatura envolvendo a extração com CO
2
supercrítico para obtenção de
17
seu óleo essencial. A seguir, são listados trabalhos da literatura envolvendo processos
de separação de óleos essenciais de diferentes plantas ou matrizes sólidas, assim
como estudos envolvendo o abajeru.
Roman-Ramos et al. (1995) investigou o efeito hipoglicemiante de 12 plantas
comestíveis e concluiu que uma administração alimentar adequada dessas plantas
com atividades hipoglicemiantes para controle e prevenção de diabetes mellitus é
possível e recomendável.
França et al. (1999) estudaram a extração com CO
2
supercrítico de
carotenóides e lipídios da fruta buriti (Mauritia flexuosa) e os resultados foram
comparados com aqueles obtidos por extração convencional usando o hexano como
solvente. O óleo extraído com hexano mostrou um índice de caroteno de
aproximadamente 1%. A extração com CO
2
supercrítico foi capaz de remover
aproximadamente 80% do índice inicial de caroteno. Os experimentos foram
realizados em pressões de 20 e de 30 MPa e temperaturas de 313 e de 328 K. Os
resultados experimentais mostraram que as curvas de extração apresentam as três
regiões distintas encontradas geralmente na extração de produtos naturais usando
fluidos supercríticos: período da taxa de extração constante, período de queda da taxa
(transição) e período da taxa controlada pela difusão. Durante a extração, a
concentração do caroteno aumentou com o aumento da quantidade de CO
2
;
conseqüentemente, grandes quantidades de caroteno foram removidas, no período da
queda ou da difusão controlada da taxa de extração.
Jimenez-Carmona et al. (1999) compararam os métodos de extração contínua
com água subcrítica e de hidrodestilação para a extração do óleo essencial de
manjerona. As folhas moídas de manjerona (0,4g) foram sujeitas à extração dinâmica
com água a 50 bar, 150 ºC e 2 ml/min por 15min. A hidrodestilação foi realizada
tratando 140 g folhas moídas de manjerona com 1000 ml de água por 3h. O método
de extração contínua com água subcrítica é mais rápido, fornece um óleo essencial
mais valioso, permite uma economia importante de custos, em termos de energia e
material de planta, e apresenta uma eficiência 5,1 vezes mais alta que a
hidrodestilação (em termos de volume de óleo essencial/1 g de planta).
Scalia et al. (1999) compararam o método de extração com fluido supercrítico
(EFS), usando CO
2
puro e CO
2
com metanol 5% v/v, com os métodos de extração
com Soxhlet, destilação a vapor e maceração para isolamento de componentes ativos
18
em flores de camomila. O rendimento do óleo essencial alcançado por uma extração
de 30 min com CO
2
supercrítico (200 bar e 40º C) foi quase 5 vezes maior que o
rendimento do extrato obtido em 4 h de destilação a vapor. O alto rendimento da EFS
deveu-se à adição de metanol (5% v/v) como co-solvente, já que com CO
2
puro não
houve resultados de extração tão satisfatórios, devido a não remoção de componentes
polares, já que o CO
2
é apolar. O extrato de camomila apresentou sesquiterpenos,
polienos e flavonóides. Constatou-se também que a extração com Sohxlet, embora
menos seletiva quantitativamente e mais lenta que a extração com fluido supercrítico,
obteve melhores resultados em um menor tempo de processo, em comparação com
as obtidas pela maceração.
Costa et al. (1999) estudaram a extração sólido-líquido, extração com fluido
supercrítico (EFS), utilizando CO
2
e CO
2
com 20%v/v de metanol, e extração de fluido
pressurizado (EFP), utilizando diclorometano, de xantonas e flavonóides da Laranjeira.
Os resultados decorrentes desse estudo provaram que a EFS, com metanol como co-
solvente, e a EFP, com diclorometano como solvente, removem as xantonas e os
flavonóides da planta com altos rendimentos e em um curto período de tempo, o que
não é verificado com a extração sólido-líquido. As condições amenas de temperatura
na EFS permitiram que o extrato contivesse um flavonóide a mais, que, até então, não
era verificado com a extração sólido-líquido convencional.
Lin et al. (1999) analisaram as condições operacionais (co-solventes,
temperatura e pressão) na extração com fluido supercrítico (EFS) das raízes de
Scutellaria baicalensis (Labiatae), cujos extratos contem flavonóides. A aplicação da
EFS (50 ºC e 200 bar) foi plenamente satisfatória com metanol como co-solvente e foi
constatado que o aumento da polaridade do solvente diminui a eficiência da extração.
Os rendimentos da extração convencional, com acetato e etil acetato como solventes,
tiveram uma baixa performance na análise quantitativa dos componentes presentes no
extrato.
Bernardo-Gil et al. (1999) fizeram um trabalho abordando os métodos de
extração de aromas, antioxidantes e lipídios, com especial atenção na extração com
fluidos supercríticos. Os resultados da extração supercrítica são comparados com os
resultados obtidos pelos processos convencionais de extração. A extração com fluido
supercrítico mostrou-se mais vantajosa, tendo os melhores resultados em relação aos
métodos convencionais de extração.
19
Hawthorne et al. (2000) compararam os métodos de extração com Soxhlet,
extração líquida pressurizada, extração com fluido supercrítico e extração com água
subcrítica de matrizes sólidas. Extrações de um hidrocarboneto aromático policíclico
de um solo contaminado por uma antiga fábrica de produção de gás foram avaliadas
com um aparato Soxhlet (18h), por extração líquida pressurizada (50min a 100 ºC),
extração com fluido supercrítico (1h a 150 ºC, com CO
2
puro), e extração com água
subcrítica (1h a 250 ºC, ou 30min a 300 ºC). Em termos quantitativos, os métodos não
diferem tanto. Porém, qualitativamente, esta diferença é grande, ou seja, os extratos
diferem bastante de um método para outro. Os extratos de solventes orgânicos
(Soxhlet e extração líquida pressurizada) são muito mais escuros, enquanto aqueles
de água subcrítica possuem coloração laranja, e os extratos da extração com fluido
supercrítico apresentam uma cor amarela clara. Baseado em análise elementar
(carbono e nitrogênio) dos resíduos do solo depois de cada extração, água subcrítica,
extração líquida pressurizada e extração usando Soxhlet, tiveram baixa seletividade
para os hidrocarbonetos aromáticos cíclicos, enquanto a extração com CO
2
supercrítico removeu 8% do volume orgânico da matriz.
Gámiz-Gracia e Luque de Castro (2000) utilizaram o método de extração
contínua, com água subcrítica, de óleos essenciais de plantas medicinais. Os
compostos chaves foram removidos do extrato aquoso por uma única extração com 5
ml de hexano. O método de extração proposto foi comparado com as técnicas de
hidrodestilação e extração com diclorometano tendo apresentado melhores resultados,
em termos de rapidez, eficiência, limpeza e de possibilidade de manipulação da
composição do extrato.
Gaspar et al. (2000) estudaram o efeito de um pré-tratamento da matriz sólida
de ervas aromáticas, para posterior extração, usando o CO
2
como fluido supercrítico.
O pré-tratamento é feito a partir de pulverizações em condições atmosféricas e
criogênicas e por rápida descompressão em ambientes fechados. Tais pulverizações
revelaram ser eficientes no rendimento da produção dos óleos essenciais. Os
resultados finais sugeriram que os óleos essenciais extraídos com maior qualidade
foram os obtidos após o tratamento por descompressão rápida. Outra vantagem desse
tratamento é que libera seletivamente os óleos essenciais em relação às ceras
cuticulares (de abelhas), resultando em um extrato final com conteúdo de cera mais
baixa. A desvantagem é que seu processo é lento, limitando-se à quantidade de
material que pode ser alimentado no extrator.
20
Com o objetivo de realizar estudos de extração supercrítica de óleos
essenciais, com dióxido de carbono, de matrizes vegetais aromáticas, Vasco et al.
(2002) construíram uma instalação supercrítica com separação fracionada operando
na faixa de temperaturas de 298 a 333 K e de pressões até 30,0 MPa. O poejo
(Mentha pulegium L.), espécie espontânea na flora portuguesa, foi a matriz vegetal
utilizada. Analisou-se o efeito da temperatura no rendimento da extração, bem como a
velocidade superficial do solvente e o diâmetro médio da partícula da matriz vegetal.
Simultaneamente com a extração supercrítica, utilizou-se a hidrodestilação como
técnica convencional, para comparação dos óleos obtidos pelos dois processos.
Ambos foram submetidos à análise sensorial, por olfato, de um painel de provadores,
tendo estes mostrado preferência pelo óleo supercrítico, por reproduzir melhor o
aroma do poejo fresco. As condições que revelaram resultados mais próximos dos
obtidos por hidrodestilação, em termos de rendimento e composição, foram à
temperatura e a pressão de extração de 323 K e 10,0 MPa, respectivamente, a
velocidade superficial do solvente de 7,1 x 10
-4
ms
-1
e o diâmetro médio de partícula de
0,3 mm.
Rozzi et al. (2002) utilizaram a extração com fluido supercrítico para obter óleos
essenciais de vegetais com aroma de limão. Foram usados quatro tipos diferentes de
plantas com aroma de limão e as extrações foram realizadas em três pressões
(13.790, 27.580, e 41.370 kPa) e duas temperaturas (40 e 60 ºC). Os resultados
indicaram que o percentual de massa extraído aumentou com o aumento da
temperatura e da pressão.
Chiu et al. (2002) conduziram a prática de extrair os três principais flavonóides
e as terpenolactonas das folhas de Ginkgo utilizando CO
2
supercrítico, pois essas
substâncias devem ser extraídas em condições severas por serem polares. No
entanto, a extração com Sohxlet obteve maior quantidade destes compostos, por estes
serem mais solúveis em etanol. Por outro lado, os resultados dos experimentos
revelaram que, na extração com CO
2
supercrítico, os extratos têm maior fator de
concentração de compostos ativos. Além disso, houve aumento na quantidade de
extrato utilizando o etanol como co-solvente.
Keri et al. (2002) demonstraram que extrações com fluido supercrítico quando
realizadas em plantas apresentam muitas vantagens, a seletividade, a eficiência e a
rapidez, em contraposição com as desvantagens dos processos de extração
convencionais. Os efeitos das condições operacionais (temperatura, pressão e tempo)
21
foram analisados no rendimento e na composição do extrato e concluiu-se que os
produtos são completamente livres de solventes, garantindo uma maior pureza do
extrato.
Chen et al. (2002) realizaram extrações do óleo essencial de própolis utilizando
a extração com água superaquecida (EAS) com pressões elevadas. Uma maior
quantidade de flavonóides foi obtida com 800 psi de pressão a 120 ºC de temperatura
e presença de etanol como co-solvente. Os resultados experimentais induziram uma
relação entre os flavonóides extraídos e o efeito anticâncer do própolis.
Venskutonis et al. (2002) revelaram que a extração com fluido supercrítico é
um método promissor no isolamento de compostos presentes em plantas, pois os
extratos são completamente livres de solventes. O rendimento da extração aumenta
com o aumento da pressão. A remoção dos resíduos de solvente se manteve nos
níveis aceitáveis.
Cão e Ito (2003) estudaram a extração com fluido supercrítico do óleo da
semente de uva e subseqüente separação dos ácidos graxos livres por cromatografia.
Foram avaliados os efeitos de vários parâmetros como pressão, temperatura e
tamanho de partículas da amostra no rendimento e composição do óleo para uma
amostragem de 10 ml usada no sistema de extração por fluido supercrítico.
Louli et al. (2003) estudaram a extração supercrítica do óleo oriundo da salsa.
A extração foi realizada com CO
2
supercrítico em pressões de 10 e 15 MPa,
temperaturas de 308 e 318 K, taxas de fluxo de 0,7, 1,1 e 2 kg/h e tamanho médio de
partícula de 293 e 495 µm, sendo escala de bancada. Verificou-se que o aumento da
pressão aumenta a taxa de extração e afeta a seletividade do processo, devido à
presença de compostos de alto peso molecular, que são co-extraídos com os
componentes do óleo essencial. Já com o aumento da temperatura e do tamanho de
partícula das sementes diminui a taxa de extração devido à diminuição da solubilidade
do solvente para o caso da temperatura e ao aumento da resistência à difusão para o
caso do tamanho de partícula das sementes. Além disso, o aumento do fluxo difusivo
conduz a uma diminuição da taxa de extração, devido à difusão intrapartícula, que
controla o segundo regime da extração.
Gattas et al. (2003) identificaram e patentearam uma substância extraída das
folhas do abajeru (Chrysobalanus icaco) que é capaz de matar até as mais resistentes
22
células cancerosas. O processo de extração foi realizado no Núcleo de Pesquisas de
Produtos Naturais (NPPN/UFRJ) onde as folhas são secas, moídas e misturadas a
metanol, que depois é evaporado. Os estudos realizados nos laboratórios de
Imunoparasitologia e Imunologia Tumoral, na Universidade Federal do Rio de Janeiro
(UFRJ), mostram que o ácido pomólico, substância purificada através de solventes
orgânicos do Chrysobalanus icaco, conhecido como abajeru, não apenas mata
linhagens de células tumorais de várias origens, mas também linhagens tumorais que
expressam o fenômeno de resistência a múltiplas drogas (MDR). Os experimentos
realizados demonstraram o potencial do ácido pomólico como agente antitumoral,
eliminando de 80 a 90% das células cancerígenas. Em virtude destes resultados, uma
patente da atividade anti-MDR do ácido pomólico foi depositada no Tratado
Internacional de Patentes (PCT), com cobertura para 122 países.
Araújo et al. (2004) analisaram os efeitos toxicológicos do extrato aquoso do
Chrysobalanus icaco, usados em diferentes patologias. Isto foi estudado através da: (i)
alteração da topologia de um plasmódio; (ii) sobrevivência de tensões bacterianas
submetidas, ou não, ao tratamento precedente com SnCl
2
; (iii) eficiência de
transformação da tensão do E. coli pelo tratamento com o plasmódio. Em (i), o
tratamento do plasmódio resultou nas rupturas do DNA. Uma diminuição do efeito letal
induzido por SnCl
2
na presença do extrato foi encontrada, quando nenhuma redução
bacteriana de sobrevivência do C. icaco foi observada. A eficiência de transformação
do plasmódio também foi reduzida. Finalmente, está presente uma ação antioxidante.
Yamini et al. (2004) compararam a composição do óleo do Carum copticum
obtido pelos métodos de extração com CO
2
supercrítico e hidrodestilação. O método
da extração com fluido supercrítico (EFS) oferece muitas vantagens importantes sobre
a hidrodestilação. A EFS requer um tempo mais curto de extração (30 minutos contra
4 h da hidrodestilação). O custo de energia é mais elevado na hidrodestilação do que
o requerido para realização da EFS. A possibilidade de manipular a composição do
óleo, mudando os parâmetros de extração (pressão, temperatura, volume e tempo da
extração), é mais atingível na EFS. O rendimento da extração obtido na
hidrodestilação foi de 2,8% (v/w). O rendimento da extração obtido na EFS variou na
escala de 1,0 a 5,8% (w/w) sob diferentes circunstâncias. Embora as composições dos
óleos obtidos por EFS e por hidrodestilação não sejam qualitativamente diferentes,
diferem quantitativamente. Eles obtiveram uma seletividade maior em alta pressão na
EFS do que a obtida pelo método da hidrodestilação.
23
Bernardo-Gil et al. (2004) estudaram a extração supercrítica das oleoresinas da
pimenta vermelha (Capsicum frutescens L). Foram analisadas a influência da pressão
e a velocidade superficial do CO
2
supercritico a 313 K, na composição das oleoresinas
da pimenta vermelha. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos quando o
n-hexano foi usado para a extração da oleoresina da pimenta vermelha em um
instrumento de Soxhlet. Em 10 minutos de extração, um valor ótimo do rendimento foi
determinado (5,2 % w/w) para a pressão de 21,5 MPa e uma velocidade superficial de
0,071 cm/s. Os rendimentos elevados da extração das oleoresinas e dos
capsaicinóides foram obtidos em pressões em torno de 20 a 22 MPa e em velocidades
de aproximadamente 0,06 a 0,07 cm/s.
Todas essas técnicas alternativas têm algumas vantagens em comum como
baixo consumo de energia, possibilidade de manipulação da composição do óleo,
alterando-se a temperatura e a vazão, além de ser considerada uma tecnologia limpa,
devido à ausência de solventes orgânicos.
24
CAPÍTULO III
MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo é apresentado o aparato experimental utilizado para a extração
do óleo essencial do abajeru, a unidade de extração supercrítica, montada no
Laboratório de Separação e Purificação (PEQ/COPPE) por Mendes (2002), já utilizado
no Estudo do Processo de Concentração da Vitamina E Presente no Destilado da
Desodorização do Óleo de Soja Usando o CO
2
Supercrítico (Mendes (2002)) e na
extração de contaminantes de solo contaminado por petróleo (Paganelly (2004)),
dentre outros estudos. Todo procedimento experimental e testes realizados no extrato
obtido, como análises cromatográficas, são descritos aqui, assim como, a comparação
desses resultados com os da hidrodestilação e da extração em sohxlet.
3.1 MATERIAIS
As folhas de abajeru (Chrysobalanus icaco), planta originária de regiões
tropicais, foram coletadas na Região dos Lagos/RJ, mais especificamente na praia das
dunas no município de Cabo Frio/RJ, de uma forma aleatória, ou seja, galhos foram
retirados de diferentes arbustos. A primeira coleta de folhas de abajeru, realizada no
dia 9 de janeiro de 2004, entre 10hs e 11hs, correspondente a, aproximadamente, um
saco de 30 litros, foi utilizada nos experimentos realizados em 60 min de extração e
serão chamadas neste estudo de amostra 1. No dia 19 de fevereiro de 2004, entre
10hs e 11hs, foi realizada a segunda coleta de folhas de abajeru, correspondente a
aproximadamente um saco de 30 litros, foram utilizadas para os experimentos
realizados em 30 min de extração e serão chamadas aqui de amostra 2.
25
Não foi realizado nenhum tratamento prévio da planta abajeru, como lavagem
ou seleção de folhas, e nenhuma caracterização dessa planta foi feita, como
verificação de umidade e resíduo após volatilização.
As amostras 1 e 2 foram tratadas da mesma forma, ou seja, as folhas foram
retiradas dos galhos e deixadas em uma bancada para secagem. Depois de secas, em
condições ambiente, as folhas foram cortadas com tesoura em pedaços menores, de
uma forma irregular, à medida em que iam sendo utilizadas. Após serem cortadas, as
folhas foram pesadas em balança digital, numa quantidade entre 4g e 5g, e
alimentadas no extrator da unidade experimental de extração com fluido supercrítico.
As demais folhas, não cortadas, ficavam na bancada, expostas às condições
ambientes, até serem utilizadas.
O CO
2
com 99,9% de pureza mínima, solvente utilizado para extração
supercrítica, foi adquirido da AGA S.A..
Uma amostra do arbusto abajeru, com suas folhas, flores e frutos, pode ser
observada na Figura 3.1.
FIGURA 3.1: Abajeru (Chrysobalanus icaco)
3.2 APARATO EXPERIMENTAL
A extração supercrítica do óleo essencial do abajeru foi realizada em um
aparato experimental contendo um extrator de aço inoxidável 316L com volume de 42
ml, uma válvula micrométrica (Whitey, model SS-31RS4), uma bomba de alta pressão
26
(Thermo Separation Products, Constametric 3200 P/F), um banho termostático (± 0.1
ºC, Lab-Line Instruments, Inc.; Melrose Park, Illinois), um manômetro e um rotâmetro
previamente calibrados.
O esquema do aparato experimental da extração com fluido supercrítico pode
ser observado na Figura 3.2, também descrito em Mendes (2002) e Paganelly (2004).
H
FIGURA 3.2: Aparato experimental utilizado para extração do óleo essencial do
abajeru com CO
2
supercrítico. A – cilindro de CO
2
, B – bomba de alta pressão, C –
banho de aquecimento, D – extrator, E – válvula micrométrica, F – rafinado, G –
rotâmetro, H - Manômetro.
A bomba de alta pressão que alimenta e bombeia CO
2
para o extrator possui
especificações de pressão e vazão de 400 atm e 0,01 a 9,99 ml/min, respectivamente.
O extrator, com capacidade de 42 ml, possui telas de 260 mesh em suas
extremidades para evitar o arraste de material pela tubulação e conseqüente
entupimento da mesma. O material utilizado para as interligações entre os
equipamentos é o aço inox 316L, e a tubulação tem diâmetro de 0,158 cm (1/16”).
Um manômetro instalado na linha da unidade controla a pressão de operação,
permitindo assim uma maior segurança do equipamento e precisão do experimento. A
válvula micrométrica controla o fluxo e realiza o recolhimento das amostras enquanto o
rotâmetro é usado para medir a vazão de CO
2
.
27
As Figuras 3.3 e 3.4 ilustram os equipamentos da unidade experimental de
extração com fluido supercrítico.
F
E
D
FIGURA 3.3: D - Vaso extrator; E – Válvula Micrométrica; F - Rafinado.
B
H
FIGURA 3.4: B – Bomba de Alta Pressão; H – Manômetro.
28
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
A extração do óleo essencial foi realizada em um processo semi-batelada, ou
seja, o solvente foi continuamente alimentado no extrator a uma vazão constante.
O procedimento experimental baseia-se na alimentação das folhas de abajeru
no extrator cilíndrico e o bombeamento do solvente, neste caso o CO
2
. O extrato, ou
seja, o óleo essencial das folhas de abajeru, é recuperado e a vazão do solvente é
medida em um rotâmetro.
As condições operacionais utilizadas partiram de um planejamento de
experimentos, visto que altas temperaturas não são recomendadas, pois podem
degradar os princípios ativos, possivelmente, presentes na planta. Estas condições
são apresentadas na Tabela 3.1.
O extrator foi primeiramente alimentado com uma quantidade previamente
conhecida da planta abajeru (4 a 5g), já seca e cortada, conforme procedimento
descrito no item 3.1. Depois, o banho de aquecimento do extrator foi ligado para que o
mesmo atingisse a temperatura de operação desejada.
Assim que atingida a condição operacional de temperatura desejada, o CO
2
foi
alimentado ao extrator pela ação da bomba de alta pressão. O modo escolhido para
uso da bomba foi o modo de fluxo contínuo com valor de 9,33 ml/min. O fluxo máximo
da bomba (9,99 ml/min), não foi utilizado de modo a garantir a segurança da bomba e
da unidade experimental.
Um banho com gelo e sal (temperatura de -10 ºC) foi colocado na entrada da
bomba de alta pressão, de maneira a garantir que todo o solvente, dióxido de carbono,
alimentado estivesse na forma líquida, já que esta é uma exigência para o bom
funcionamento da bomba de alta pressão. Depois de alcançada a pressão de
operação desejada, a extração se iniciava e o rafinado era então recuperado.
TABELA 3.1: Condições operacionais utilizadas na extração supercrítica
AMOSTRAS T (ºC) P (bar) TEMPO (min)
Amostra 1 40, 60, 80 100, 150, 190 60
Amostra 2 40, 60, 80 100, 150, 190 30
29
3.4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.4.1
Extração com Fluido Supercrítico
Foram realizados quatro experimentos para cada condição operacional de
pressão, temperatura e tempo de extração. Destes quatro resultados obtidos, os três
valores mais próximos geraram um resultado médio de rendimento para as amostras
estudadas. A Tabela 3.2 apresenta os resultados dos rendimentos obtidos para a
Amostra 1 e a Tabela 3.3 apresenta os resultados dos rendimentos obtidos para a
Amostra 2, nas condições operacionais estudadas. A quantidade de folhas de abajeru
alimentadas ao processo variou de 4 a 5 gramas para esses resultados apresentados.
Todas as amostras foram guardadas em freezer.
TABELA 3.2: Média dos rendimentos (%) para a Amostra 1
40 ºC 60 ºC 80 ºC
100 bar 0,41±0,02 0,17±0,02 0,24±0,05
150 bar 0,77±0,22 0,37±0,11 0,56±0,17
190 bar 0,72±0,19 0,52±0,13 0,81±0,18
Rendimento (base seca) = (massa
óleo
/massa
abajeru)x100
TABELA 3.3: Média dos rendimentos (%) para a Amostra 2
40 ºC 60 ºC 80 ºC
100 bar 0,33±0,13 0,29±0,06 0,24±0,03
150 bar 0,47±0,05 0,41±0,04 0,94±0,11
190 bar 0,32±0,06 0,46±0,07 1,15±0,19
Rendimento (base seca) = (massa
óleo
/massa
abajeru)x100
Analisando os resultados apresentados nas tabelas mostradas acima, observa-
se que, em geral, com o aumento da pressão, para uma dada temperatura, há um
aumento do rendimento. Isto pode ser explicado pelo acréscimo da densidade de CO
2
,
que aumenta o seu poder de solvência, aumentando assim a quantidade de óleo
extraída.
Analisando-se o comportamento do aumento da temperatura, para uma dada
pressão, tem-se que de 40 ºC para 60 ºC há uma queda no rendimento, o que já era
esperado, pois com o aumento de temperatura (à pressão constante), a densidade do
30
CO
2
diminui, conseqüentemente, decresce o seu poder de solvência, diminuindo assim
a quantidade de óleo extraída. Isto não é observado quando a temperatura passa de
60 ºC para 80 ºC; neste caso, o rendimento volta a subir, porque com o aumento de
temperatura (à pressão constante) a pressão de vapor do solvente também aumenta,
compensando a queda da densidade de CO
2
, aumentando assim a quantidade de óleo
extraída.
As análises e discussões realizadas acima podem ser mais bem entendidas e
complementadas com a observação das Figuras 3.5 e 3.6, onde são apresentados os
resultados das massas de extrato em função da densidade de CO
2
.
Outro aspecto a ser observado e discutido é a comparação dos resultados
entre as tabelas, ou seja, dos resultados das Tabelas 3.2 e 3.3. Seguindo uma lógica,
ter-se-ia para o tempo de extração de 60 min rendimentos maiores ou, no mínimo,
iguais aos rendimentos obtidos em 30 min de extração. Mas, em geral, isso não
acontece. Esses resultados discrepantes podem ser atribuídos a vários aspectos não
levados em consideração nestas investigações, como os fatores ambientais (tipo de
solo, clima etc) e sazonais, que afetam as características do vegetal. Isso mostra que
trabalhar com plantas não é uma atividade muito simples. Como as amostras
utilizadas para os tempos de extração estudados foram coletadas em épocas
diferentes, estes resultados são perfeitamente possíveis, já que de um dia para o outro
as plantas podem sofrer diversas alterações em sua morfologia, acarretando essas
diferenças nos extratos obtidos.
31
Massa extrato x Densidade CO
2
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Densidade CO
2
(g/cm
3
)
Massa extrato (mg)
40 ºC
60 ºC
80 ºC
FIGURA 3.5: Relação da massa extraída com a densidade de CO
2
para o tempo de extração de 1h
Massa extrato x Densidade CO
2
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Densidade CO
2
(g/cm
3
)
Massa extrato (mg)
40 ºC
60 ºC
80 ºC
FIGURA 3.6: Relação da massa extraída com a densidade de CO
2
para o tempo de extração de 30 min
32
3.4.2
Extração por Hidrodestilação
Para a extração do óleo essencial das folhas de abajeru, usando o método
convencional, utilizou-se o aparelho Clevenger, conforme ilustrado na Figura 3.7,
adaptado a um balão de fundo redondo com capacidade para 1000 mL, usando a
mesma metodologia descrita em Radunz et al. (2002) e já aplicada por Mendes et al.
(2003) para a extração do óleo da citronela. O balão foi carregado com,
aproximadamente, 20 g da amostra 1 seca, adicionando-se 250 ml de água destilada
em cada extração, iniciando-se o processo da hidrodestilação. O tempo de extração foi
de 4 hs. Ao término da extração, tem-se o hidrolato, que é a mistura do óleo com a
água. De forma a separar o óleo da água, procedeu-se à extração com hexano (3X50
mL) em funil de separação. A fração orgânica obtida foi tratada com sulfato de
magnésio anidro em excesso. Após alguns minutos em repouso, a solução foi filtrada
e concentrada em evaporador rotativo. A massa de extrato obtida foi de 0,016 g. Foi
realizado apenas um experimento utilizando essa técnica de extração e o extrato foi
guardado em freezer.
Como na literatura não há referências do percentual de óleo presente nesta
planta, a hidrodestilação mostrou que este valor é inferior a 1%, ou seja, há menos de
1% de óleo presente nas folhas secas de abajeru, sob as condições estudadas.
FIGURA 3.7: Aparato Clevenger
33
3.4.3
Extração em Soxhlet
A planta (5 g de folhas secas de abajeru, amostra 1, cortadas de forma
irregular) foi submetida à extração com etanol de grau P.A. (Merck, Grupo Química,
Vetec) por 2h em um extrator do tipo Soxhlet, conforme ilustrado na Figura 3.8. As
condições operacionais foram de 1 atm e 150 ºC e o volume de etanol utilizado foi de
250 ml. Foi realizada apenas uma extração em Soxhlet e o extrato foi guardado em
freezer.
E
D
C
B
A
F
FIGURA 3.8: Aparato Soxhlet. A - banho de aquecimento, B - balão de fundo redondo
de 500 ml, C - pacote de papel de filtro com o abajeru, D – tubo de vidro, E – tubo
sifão, F – condensador de refluxo
34
3.5 ANÁLISES CROMATOGRÁFICAS
As análises cromatográficas dos extratos obtidos nos processos de extração
com fluido supercrítico e extração em Soxhlet foram realizadas com o apoio do
LABEM-DQO/IQ/UFRJ.
Todos os extratos obtidos nos processos de extração com fluido supercrítico e
extração em Soxhlet foram analisados por cromatografia gasosa utilizando um
cromatógrafo HP5890 Série II, tendo hidrogênio como gás carreador e com detecção
por ionização em chama (CG-DIC). Esses cromatogramas CG-DIC são apresentados
no Anexo 1.
O extrato de maior rendimento obtido na extração com fluido supercrítico e o
extrato obtido na extração em Soxhlet foram também analisados por cromatografia
gasosa acoplada a espectrofotômetro de massas (CG-EM) utilizando um cromatógrafo
HP5890 Série II, um detector seletivo de massas HP5972 (Marca Agilent
Technologies) e hélio como gás carreador. Os cromatogramas CG-EM são
apresentados nas Figuras 3.9 e 3.10.
Foi utilizada uma coluna capilar de sílica fundida DB-5, cuja especificação é 30
m de comprimento, 0,25 mm de diâmetro interno, 0,25 de espessura de filme e limites
de temperatura de - 60 ºC a 325 ºC. Esta coluna foi utilizada tanto para CG/DIC como
para CG/EM.
O fluxo de gás carreador para CG/DIC e CG/EM foi de 1,0 ml/min e a
programação de temperatura de 80 ºC a 300 ºC (6 ºC/min), sendo a temperatura do
injetor de 290 ºC e a temperatura do detector de 310 ºC.
A identificação dos compostos foi feita através da biblioteca eletrônica
WILEY275, dados da literatura (Adams, 1993) e a interpretação dos espectros de
massas com o auxílio da Prof. Débora de Almeida Azevedo do Instituto de Química da
UFRJ.
Para a obtenção das porcentagens relativas, utilizaram-se as análises por
CG/DIC visto que se assume que o fator de resposta para todas as análises é
aproximadamente 1.
35
A análise cromatográfica do extrato obtido por hidrodestilação foi realizada no
DEQ/IT/UFRRJ.
Foi utilizada uma coluna HP5, hidrogênio como gás carreador e
detecção por ionização em chama (CG-DIC), sendo a programação de temperatura de
70 ºC / 5 min a 250 ºC / 40 min (30 ºC / min) e a temperatura do injetor e do detector
de 250 ºC. O cromatograma CG-DIC do extrato obtido por Hidrodestilação é
apresentado na Figura 3.11.
3.5.1
Extração com Fluido Supercrítico
Primeiramente os extratos foram analisados por CG/DIC para traçar o perfil
cromatográfico e analisar a influência das condições operacionais testadas na
extração com fluido supercrítico. Como o perfil cromatográfico apresentado foi o
mesmo para todas as condições de extração estudadas, encaminhou-se uma das
amostras, amostra 2 (80 ºC e 190 bar), para análise em cromatografia gasosa
acoplada ao espectrofotômetro de massas (CG/EM) para a identificação estrutural dos
componentes dos extratos em estudo. O cromatograma resultante dos extratos obtidos
pela extração com CO
2
supercrítico é apresentado a seguir, na Figura 3.9.
20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
1
11
14
15
9
19
24
12
8
10
4
6
16
17
20
18
23
5
7
25
26
23
22
21
27
13
20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
1
11
14
15
9
19
24
12
8
10
4
6
16
17
20
18
23
5
7
25
26
23
22
21
27
13
FIGURA 3.9: Cromatograma (CG/EM) da extração com fluido supercrítico
Na Tabela 3.4 é apresentado um indicativo de compostos presentes no extrato
obtido através da extração com fluido supercrítico.
36
TABELA 3.4: Indicativo de compostos presentes no extrato da EFS
N TR (min) NOME FM ÁREA(%)
1 17,35 2-Tridecen-1-ol C
13
H
26
O 1,28
2 19,64 Neofitadieno C
20
H
38
0,14
3 19,75
6, 10, 14 trimetil -
2 - Pentadecanona
C
18
H
36
O 0,27
4 - Fitalato(*) - -
5 22,89 Óxido de manoil C
20
H
34
O 0,16
6 24,27 Isômero Fitol C
20
H
40
O 0,76
7 25,18 1,4 Fenantrenediona C
17
H
18
O
3
0,47
8 32,50 Heptacosano C
27
H
56
0,78
9 33,76 Octacosano C
28
H
58
1,12
10 34,20 Esqualeno C
30
H
50
5,55
11 35,06 Nanocosano C
29
H
60
11,55
12 36,10 Triacontano C
30
H
62
3,12
13 36,37 Nerolidol Z e E C
15
H
26
O 1,14
14 37,56 Hentriacontano C
31
H
64
20,02
15 37,88 Vitamina E C
29
H
50
O
2
5,30
16 38,48 Dotriacontano C
32
H
66
2,41
17 39,12 Triacontanal C
30
H
60
O 1,63
18 39,78
Estigma ∆5,22-ol
C
29
H
48
O 1,17
19 39,94 Tritriacontano C
33
H
68
4,83
20 40,70
Estigma ∆5-ol
C
29
H
50
O 3,78
21 41,74 Lupenona C
30
H
48
O 1,53
22 42,01 4,22 Estigmadienona C
27
H
42
O 1,18
23 42,17 Lupenol C
30
H
50
O 0,51
24 42,52 Dotriacontanal C
32
H
64
O
1,39
25 43,15 Estigmast-4-en-3-ona C
29
H
48
O 5,11
26 43,77 Hentetracontanol C
41
H
84
O 0,85
(*)Contaminação
37
3.5.2
Extração em Soxhlet
O cromatograma do extrato obtido por soxhlet é apresentado abaixo, na Figura
3.10.
15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
1
11
7
12
9
10
5
2
3
4
6
13
14
15
16
17
18
8
15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.0015.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
1
11
7
12
9
10
5
2
3
4
6
13
14
15
16
17
18
8
FIGURA 3.10: Cromatograma (CG/EM) da Extração em Soxhlet
Na Tabela 3.5 é apresentado um indicativo de compostos presentes no extrato
obtido através da extração em soxhlet.
38
TABELA 3.5: Indicativo de compostos presentes no extrato do Sohxlet
N TR (min) NOME FM ÁREA(%)
1 17,30 Neofitadieno C
20
H
38
0,41
2 17,42
6,10,14 trimetil – 2 -
Pentadecanona
C
18
H
36
O 0,59
3 17,86
Fitalato(*)
- -
4 19,45
Fitalato(*)
- -
5 19,79 Palmitato de etila C
16
H
32
O
2
0,70
6 20,30 Óxido de manoil C
20
H
34
O 0,34
7 22,71 9,17-Octadecadienal C
18
H
32
O 0,30
8 23,01 Octadecanoato de etila C
18
H
36
O
2
0,35
9 25,45
4,8,12,16 Tetrametil-
heptadecan-4-olide
C
21
H
40
O
2
0,36
10 28,10 Fitalato(*) - -
11 30,00 Heptacosano C
27
H
56
0,34
12 32,42 Nanocosano C
29
H
60
0,33
13 32,60 Fitalato(*) - -
14 33,56 Triacontano C
30
H
62
0,98
15 34,68 Hentriacontano C
31
H
64
2,97
16 36,68 Estigmasta-5,23-dien-3β-ol C
29
H
48
O 2,51
17 37,33 Estigmast-5-en-3-ol C
29
H
50
O 3,09
(*)Contaminação
39
3.5.3
Extração por Hidrodestilação
O resultado da cromatografia (CG/DIC) do extrato obtido da hidrodestilação é
mostrado na Figura 3.11.
solvente
FIGURA 3.11: Cromatograma (CG/DIC) da Hidrodestilação
Os compostos extraídos na Hidrodestilação não foram identificados, tendo em
vista que apenas a CG-DIC não permite a identificação dos mesmos, sendo
necessário a espectrometria de massas. Como essas análises foram realizadas no
DEQ/IT/UFRRJ, não foi possível a realização da CG-EM.
40
3.5.4 Discussão dos resultados
Na literatura, os estudos relacionados a efeitos hipoglicemiantes, Lores et al.,
2002 (Efeito hipoglicemiante do extrato de Petiveria Alliacea L); Pérez-Gutiérrez et al.,
1998 (Atividade hipoglicemiante de Bouvardia terniflora, Brickellia veronicaefolia e
Parmentiera edulis); Rodriguez et al., 1997 (Estudo do efeito hipoglicemiante do
Ocimun sanctun L com o uso de um ensaio biológico em ratos); Naranjo et al., 2003
(Efeito hipoglicemiante do extrato fluido de Tecoma stans linn em roedores); Gallagher
et al., 2003 (Os efeitos de plantas tradicionais antidiabéticas sobre a difusão da glicose
in vitro); em geral, são de extratos de plantas (ou matrizes sólidas), e não de um
composto ou uma substância isoladamente.
Portanto, torna-se uma tarefa difícil afirmar qual desses compostos indicados
na CG/EM apresenta atividade hipoglicemiante.
Logo, além da CG/EM, faz-se necessário submeter esses extratos das folhas
de abajeru a um teste biológico para se verificar suas atividades hipoglicemiantes. Em
caso positivo, esses extratos, que possuem efeito hipoglicemiante, são encaminhados
para análises biológicas mais detalhadas, ou seja, a corrida cromatográfica é
fracionada até se chegar a uma fração ou composto responsáveis pelo princípio ativo
hipoglicemiante.
Um estudo, encontrado na literatura, que trata da composição química e do
potencial farmacológico de plantas do gênero Bauhinia (Silva, K.L. e Filho, V.C.
(2001)), apresenta diferentes classes de compostos orgânicos de interesse medicinal
existentes nessas espécies, incluindo lactonas, flavanóides, terpenóides, esteróides,
triterpenos, taninos e quinonas.
Apesar de muitos compostos serem conhecidos, pouco se conhece sobre a
atividade farmacológica da maioria das substâncias isoladas do gênero Bauhinia,
porém, este gênero é mais freqüentemente estudado quanto a sua possível ação
hipoglicemiante, uma vez que na medicina popular estas plantas são usadas para o
tratamento de diabetes.
B.forficata é a espécie que apresenta maior número de estudos quanto à
atividade hipoglicemiante, sendo considerada, muitas vezes pela comunidade rural,
como pata-de-vaca verdadeira, sendo muito usada na forma de chás e outras
41
preparações fitoterápicas, uma vez que esta planta já está disponível no mercado
farmacêutico.
Os polifenóis (flavanóides) existentes no extrato hidroalcoólico das sementes
da B. variegata mostraram efeito hipoglicemiante em ratos.
Abaixo, na Tabela 3.6, tem-se as espécies e suas respectivas classes e
compostos, presentes nestas plantas.
Tabela 3.6: Principais compostos isolados de plantas do gênero Bauhinia
ESPÉCIE CLASSE COMPOSTO
B. forficata
Flavanóides
Esteróides
Kaempferitrina
Kaempferol-3-O-α-
Diraminosídio
B. variegata
Esteróides
Triterpenóides
Flavanóides
Sitosterol
Lupeol
Narigenina-5,7-dimetoxi-4-ramnoglucosídio;
Kaempferol-3-galactosídio;
Kaempferol-3-ramno-glucisídio
Fonte: Silva e Cechinel Filho, 2001.
Portanto, com base neste estudo, pode-se ter uma idéia do tipo de classes e
compostos que possivelmente atuam como agentes hipoglicemiantes.
Observa-se que na extração com fluido supercrítico, além da presença de
parafinas e aldeídos, também estão presentes triterpenos, esteróis e esqualenos,
classes estas encontradas nos extratos de plantas do gênero Bauhinia. Um dos
compostos identificados no estudo de plantas do gênero Bauhinia, o Lupeol, também
foi identificado no extrato obtido com fluido supercrítico. Portanto, há indicativos de
que o extrato obtido com fluido supercrítico apresente também atividade
hipoglicemiante, mas nada pode ser afirmado sem antes ser realizado um teste
biológico para comprovar tal atividade.
42
Na extração com Soxhlet, o extrato etanólico, verificou-se substâncias comuns
a plantas, como esteróis e triterpenos, sendo a maioria das substâncias também
encontradas na extração com fluido supercrítico. Um estudo realizado na Empresa
Extracta, onde testes biológicos foram realizados, comprovou o efeito hipoglicemiante
do extrato etanólico da planta abajeru.
A extração por hidrodestilação foi importante na obtenção do percentual de
óleo presente na planta abajeru, já que na literatura nada consta, sendo este
percentual inferior a 1%. O cromatograma CG/DIC da hidrodestilação mostra a
presença de quatro compostos principais, conforme visto na Figura 3.11. Esses
compostos não foram identificados devido a técnica de análise utilizada, ou seja, a
CG-DIC, realizada no DEQ/IT/UFRRJ.
Os resultados das análises cromatográficas (CG/EM) apresentaram alguns
compostos em comum presentes nas duas técnicas utilizadas para extração do óleo
essencial do abajeru, a EFS e a extração em Sohxlet. Algumas diferenças podem ser
observadas, entre as técnicas utilizadas, devido a vários aspectos não levados em
consideração nessas investigações, como os fatores ambientais (tipo de solo, clima,
etc) e sazonais. Outra pequena diferença no tempo de retenção de mesmos
compostos se deve ao fato dessas análises não terem sido realizadas num mesmo
momento, e sim, com um intervalo de dias, sendo tais diferenças perfeitamente
aceitáveis.
A EFS, comparada às demais técnicas, apresenta certas vantagens como, por
exemplo, o tempo de extração curto de 30 a 60 min, enquanto que a hidrodestilação
levou 4h e a extração em Soxhlet, 2h. A EFS extraiu compostos mais pesados e,
apesar desta técnica resultar em produtos isentos de solventes tóxicos, neste caso,
ela extrai substâncias mais apolares, pois o solvente utilizado, o CO
2
, é apolar.
43
CAPÍTULO IV
MODELAGEM MATEMÁTICA DA EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA DO ÓLEO
ESSENCIAL DO ABAJERU
Neste capítulo será abordada uma breve revisão dos modelos matemáticos
utilizados para processos de extração com fluido supercrítico, assim como, a descrição
do modelo escolhido para este estudo, a metodologia empregada e os resultados
gerados.
4.1 INTRODUÇÃO
A modelagem matemática aplicada à extração com fluido supercrítico de
compostos orgânicos de matrizes sólidas como sementes (Reverchon et al. (1998);
Sovová (1994); Perrut et al. (1997); Marrone et al. (1998); Reverchon et al. (1999);
Cocero et al. (2001)), carvão ativo (Madras et al. (1994)) e solo contaminado com
compostos orgânicos (Akgerman et al. (1992); Madras et al. (1994); Cocero et al.
(2001)) tem sido estudada por vários pesquisadores.
O principal objetivo desta etapa do trabalho é obter um modelo que seja capaz
de representar a curva de extração do óleo essencial do abajeru. Um modelo simples
e confiável do processo de transferência de massa se faz necessário na obtenção das
condições ótimas de operação e projeto de plantas industriais de extração supercrítica
(Azevedo et al. (2001)).
O mecanismo da transferência de massa da extração a altas pressões de
misturas complexas, como óleos essenciais, não é compreendido ainda inteiramente
(Brunner, 1994; Sovová, Kucera & Jez, 1994).
44
Na literatura, para o processo de extração supercrítica, existem modelos
precisos para algumas partes da curva de extração, mas que apresentam também
algumas falhas especialmente no início da curva sigmoidal, Paganelly (2004).
Sovová (1994) propôs uma solução pseudo-analítica ao considerar tempos de
extração e várias aproximações, como equilíbrio linear e aproximações empíricas de
função. Perrut et al. (1997) apresentaram um modelo similar ao de Sovová (1994),
considerando uma aproximação da curva sigmoidal para a condição de equilíbrio, mas
a solução numérica foi feita com seções lineares. Reverchon et al. (1997) modelaram
o extrator como um leito fixo, com distribuição da fase fluida na direção axial e
negligenciaram a difusão axial. Alguns parâmetros foram determinados através de
medidas experimentais no estado estacionário. A solução numérica é então obtida
com o método das diferenças finitas. Reverchon et al. (1999) apresentaram outro
modelo de extração com fluido supercrítico similar ao citado anteriormente, mas
consideraram o balanço de massa através da superfície interna da partícula em
coordenadas esféricas. Dos modelos disponíveis, muitos têm sido usados para
extração de óleos essenciais a partir de sementes (Brunner (1994), Perrut (1997) e
Sovová (1994)).
Akgerman et al. (1992) e Madras et al. (1994) têm empregado um modelo
simples de equilíbrio local, usando a isoterma de Freundlich e negligenciando os
efeitos de transferência de massa para interpretar os dados de regeneração. Esse
modelo estima com sucesso a quantidade de dióxido de carbono necessária para
atingir a extração requerida, mas não simula os perfis da curva de dessorção com
exatidão.
Dentre os modelos matemáticos de transferência de massa para extração com
fluido supercrítico de óleos de matrizes sólidas, o mais comumente usado é o modelo
proposto por Sovová (1994). É um modelo muito conveniente para finalidades de
projeto já que possui solução analítica e tem apenas um parâmetro ajustável que
considera a resistência da fase sólida.
Brunner et al. (1999) usaram o modelo de Sovová (1994) para correlacionar os
dados experimentais da extração supercrítica de lipídios e carotenos da fruta buriti
(Mauritia flexuosa). As curvas típicas de extração mostraram as três regiões
encontradas na extração supercrítica de produtos naturais, isto é, começando com
uma linha reta característica do período da taxa constante de extração, seguido pelo
45
período de queda da taxa, e terminando com o período da taxa de difusão. O modelo
mostrou boa relação com os dados experimentais. Os coeficientes de transferência de
massa da fase sólida foram obtidos pelo ajuste da equação do modelo. Os valores de
solubilidade calculados estão dentro da faixa para os óleos vegetais comuns.
Ferreira e Meireles (2002) empregaram o modelo de Sovová (1994) para a
modelagem da extração supercrítica do óleo essencial da pimenta preta. Os dados
experimentais foram obtidos para as extrações conduzidas em 30, 40 e 50 ºC e a 150,
200, e 300 bar, para dois tipos diferentes da pimenta preta da terra (grupos 1 e 2). Os
parâmetros do modelo foram calculados através dos dados experimentais. O
coeficiente de transferência de massa da fase fluida foi obtido no período da taxa
constante de extração usando uma diferença logarítmica da taxa de massa do soluto.
O modelo de Sovová descreveu muito bem os dados experimentais. Os melhores
valores para o parâmetro de extração, que relaciona as resistências de transferência
de massa das fases sólida e fluida, foram de 0,12 e 0,25 para os grupos 1 e 2,
respectivamente.
Ferreira et al. (2004) avaliaram o mecanismo de transferência de massa da
extração da avenca-da-praia com CO
2
supercritico. Os modelos propostos por Sovová
(1994), o modelo logístico do componente-único (S-CLM) apresentado por Martínez et
al. (2003) e por Tan e Liou (1989) foram usados para descrever as curvas totais da
extração. Sovová considera dois períodos no processo da extração, um controlado
pelo óleo facilmente acessível e outro definido pela resistência interna de transferência
de massa. O modelo de Tan & Liou, (1989) é um modelo cinético de primeira ordem e
o modelo logístico do componente-único considera o soluto como um pseudo-
componente único ou como uma mistura das substâncias ou dos grupos dos
compostos de estrutura química similar. Os modelos matemáticos foram comparados
com as curvas totais de extração experimental obtidas em extração de leito fixo
usando CO
2
a 150 bar e 200 bar a 20 ºC e 40 ºC, com velocidade do solvente de 1,5 a
3,4 g CO
2
/min. As curvas modeladas mostraram boa relação com as curvas totais de
extração experimental, indicando a validade dos modelos estudados. Os resultados
mostraram um erro mais baixo para o modelo de S-CLM em duas experiências
realizadas, provavelmente devido ao uso de dois parâmetros ajustáveis, comparado a
um parâmetro para outros modelos. A terceira experiência foi mais bem descrita por
Tan & Liou.
46
O modelo de transferência de massa utilizado nesse trabalho foi proposto por
Sovová (1994), pois na maioria dos casos encontrados na literatura, este descreve
muito bem os dados experimentais da extração supercrítica de óleos de matrizes
sólidas. A dessorção dos compostos orgânicos da matriz sólida ocorre através de três
etapas de transferência de massa, que são: a difusão dentro da partícula, a
transferência da substância da superfície do sólido até o seio do fluido supercrítico e o
transporte dos compostos no seio da fase móvel.
4.2 MODELO CINÉTICO
Dentre os diversos modelos matemáticos para extração supercrítica de óleos
de matrizes sólidas, foi escolhido para este trabalho o proposto por Sovová (1994) que
descreve o processo no qual o solvente flui axialmente com uma velocidade U por
meio de um leito formado pela amostra em um extrator cilíndrico. A massa total de
soluto, inicialmente contida na fase sólida, é constituída de duas partes: o soluto livre e
o soluto inacessível (armazenado nas estruturas formadas pelos tecidos celulares).
Com h, ε, x e y representando a altura, a porosidade, a concentração do soluto na fase
sólida e na fase fluida, respectivamente, o balanço de massa nas duas fases é
descrito por:
Fase Sólida:
() (
y,xJ
t
x
1
s
=
∂
∂
ε−ρ−
)
(4.2.a)
Fase Fluida:
(
y,xJ
h
y
U =
∂
∂
ρ
)
(4.2.b)
E as seguintes condições de contorno:
x(h, t = 0) = x
o
(4.2.c)
y(h = 0, t) = 0; (4.2.d)
47
A massa de soluto contida inicialmente na fase sólida é representada por “O”, a
massa de soluto de fácil acesso “P” e a massa de soluto dentro das partículas sólidas,
K:
O = P + K (4.2.e)
A massa da matriz sólida sem soluto permanece constante durante todo o
experimento e foi denominada por “N”. O soluto é então relacionado a essa quantidade
como segue:
x(t=0) = x
o
= O/N = x
p
+x
k
= P/N + K/N
(4.2.f)
O soluto livre, para o qual a taxa de transferência de massa depende apenas
da resistência à difusão no solvente, é inicialmente extraído. Quando a concentração
do soluto decresce até x
k
(concentração de óleo inacessível), a transferência de
massa é controlada pela difusão na fase sólida. As expressões que descrevem as
taxas de transferência de massa são:
J (x > x
k
,y) = K
f
a
o
ρ(y
r
- y) (4.2.g)
J (x ≤ x
k
,y) = K
s
a
o
ρ
s
(y
r
- y) (4.2.h)
O modelo proposto por Sovová (1994) foi resolvido analiticamente após
algumas considerações e introdução de variáveis adimensionais. As considerações
utilizadas foram:
1. Relação linear de equilíbrio;
2. Aproximações empíricas de função;
3. Fluxo de solvente na direção axial com velocidade superficial determinada;
4. Leito fixo, distribuição homogênea do soluto e tamanho de partículas;
5. Extrator cilíndrico (modelo a parâmetros concentrados);
48
4.3 METODOLOGIA
Neste trabalho, para aplicação do modelo de Sovová (1994) ao processo da
extração supercrítica do óleo essencial do abajeru, foi considerado que a fase sólida
apresenta somente o soluto livre, ou seja, a quantidade de soluto inacessível é
considerada praticamente nula. Com esta consideração, da inexistência de transporte
difusivo na matriz estudada, o coeficiente de transferência de massa na fase fluida
pode ser calculado. Esta consideração já adotada em outros trabalhos do grupo
(Paganally (2004) e Mendes (2002)) forneceu bons resultados.
A densidade do CO
2
(Tabela 4.1) foi determinada a diferentes pressões e
temperaturas utilizando o “International Thermodynamic Tables of the Fluid State
Carbon Dioxide”.
‘
TABELA 4.1: Densidade do CO
2
(g/cm
3
)
100 bar 150 bar 190 bar
40 ºC 0,5388 0,7619 0,8328
60 ºC 0,3491 0,6072 0,7167
80 ºC 0,2321 0,4524 0,6005
Para a determinação da densidade do sólido (folhas de abajeru), a quantidade
em massa de abajeru utilizada nos experimentos, aproximadamente 4,5 g, foi
colocada em uma proveta e água foi adicionada até o volume visual ocupado pela
amostra. Assim, com a diferença do volume total e o volume de água adicionado, tem-
se o volume real ocupado pela amostra. Logo, a densidade do sólido foi determinada
pela razão entre a quantidade em massa de abajeru e o volume real ocupado pela
amostra.
Para a determinação da porosidade do leito, utilizou-se o volume de água
adicionado para cobrir a amostra, que é o volume de vazios, verificado no experimento
citado acima, e o volume total do extrator que é de 42 ml. A razão entre o volume de
vazios e volume total do extrator é denominada porosidade do leito.
A concentração inicial de óleo presente nas folhas de abajeru é dada pela
razão entre a quantidade de óleo presente na planta e a quantidade de abajeru
utilizada nos experimentos. A quantidade de óleo presente na planta foi estimada
49
através dos experimentos realizados pela técnica de hidrodestilação, já que na
literatura não há referências sobre este dado e esta é uma técnica convencional de
extração do óleo essencial.
Além destas variáveis, também são necessárias ao ajuste do modelo, proposto
por Sovová (1994), a altura do leito, a velocidade do solvente e o tempo de extração.
A Tabela 4.2 apresenta os valores calculados das variáveis mencionadas
acima, necessárias para o ajuste do modelo proposto por Sovová (1994). A
concentração de óleo inacessível, considerada praticamente nula, não pode
apresentar um valor igual a zero, pois gera um erro na programação do modelo
implementado no Fortran. Portanto, arbitrou-se um valor próximo a zero para não
afetar a simulação.
TABELA 4.2: Variáveis necessárias ao modelo de transferência de massa
0,7500
0,0023
0,1216
0,0001
24,80
0,0916
30 e 60
Altura do Leito (cm)
Velocidade do solvente (cm/min)
Tempo de extração (min)
Porosidade = V
vazio
/V
total
Concentração Inicial (x
o
) = m
óleo
/m
abaj.
Densidade Sólido (g/cm
3
)= m
abaj.
/V
ocup
.
Concentração Óleo Inacessível. (x
k
)
A solubilidade operacional foi definida como a razão entre a massa de óleo
extraída e a massa de solvente utilizada num determinado tempo de extração, de
acordo com Illhés et al. (1997) e Mendes et al. (2003). Portanto, para as várias
condições operacionais estudadas, os dados de solubilidade operacional experimental
obtidos são apresentados nas Tabelas 4.3 e 4.4.
50
TABELA 4.3: Solubilidade Operacional Experimental (kg
óleo
/kg
CO2
)
para 60 min de extração, amostra 1
100 bar 150 bar 190 bar
40 ºC
6,60E-05 8,21E-05 7,21E-05
60 ºC
3,91E-05 5,06E-05 6,00E-05
80 ºC
8,36E-05 1,02E-04 1,12E-04
Solubilidade Operacional Experimental
TABELA 4.4: Solubilidade Operacional Experimental (kg
óleo
/kg
CO2
)
para 30 min de extração, amostra 2
100 bar 150 bar 190 bar
40 ºC
1,02E-04 1,02E-04 6,38E-05
60 ºC
1,36E-04 1,11E-04 1,08E-04
80 ºC
1,75E-04 3,48E-04 3,19E-04
Solubilidade Operacional Experimental
A solução analítica proposta por Sovová (1994) foi implementada através do
programa Fortran 77, apresentado em Mendes (2002) e Paganelly (2004). Em seu
modelo, os coeficientes de transferência de massa das fases fluida e sólida são
ajustados a partir dos dados experimentais de extração e da solubilidade operacional
do substrato em CO
2
supercrítico.
4.4 RESULTADOS GERADOS NA MODELAGEM MATEMÁTICA
Para obter o coeficiente de transferência de massa da fase fluida, calculou-se a
solubilidade operacional, para cada condição de T, P e tempo de extração, através do
ajuste do modelo proposto por Sovová (1994) implementado em linguagem Fortran 77.
Esses resultados podem ser observados nas Tabelas 4.5 e 4.6. Assim que foram
obtidos os valores de solubilidade operacional calculada mais próximos aos de
solubilidade operacional experimental (Tabelas 4.3.c e 4.3.d), tem-se o valor do
coeficiente de transferência de massa da fase fluida. Os resultados gerados de
solubilidade operacional calculada para 60 min de extração são da mesma ordem de
grandeza dos valores de solubilidade operacional experimental, o mesmo não ocorre
para o tempo de extração de 30 min, ou seja, neste caso, chega-se a um valor máximo
que não sofrerá mais alterações com o aumento do coeficiente de transferência de
massa. Durante a simulação, este coeficiente não sofreu interferência com a variação
51
da pressão e da temperatura. O valor do coeficiente de transferência de massa da
fase fluida encontrado foi de 0,15 min
-1
, para os tempos de extração estudados.
TABELA 4.4.a: Solubilidade Operacional Calculada (kg
óleo
/kg
CO2
), 60 min de extração
100 bar 150 bar 190 bar
40 ºC
1,32E-05 1,16E-05 9,33E-06
60 ºC
1,21E-05 8,98E-06 9,02E-06
80 ºC
3,88E-05 2,43E-05 2,01E-05
Solubilidade Operacional Calculada
TABELA 4.4.b: Solubilidade Operacional Calculada (kg
óleo
/kg
CO2
), 30 min de extração
100 bar 150 bar 190 bar
40 ºC
1,02E-05 7,21E-06 4,13E-06
60 ºC
2,10E-05 9,85E-06 8,12E-06
80 ºC
4,06E-05 4,15E-05 2,86E-05
Solubilidade Operacional Calculada
Com o valor predito do coeficiente de transferência de massa da fase fluida,
pode-se predizer a curva de extração do óleo essencial do abajeru através do modelo
proposto por Sovová (1994). Esses resultados são apresentados nas Figuras abaixo.
Através do modelo de Sovová implementado em linguagem Fortran 77, calculou-se a
solubilidade operacional para cada condição de temperatura e pressão, extrapolando-
se o tempo de extração, tendendo este a infinito, de forma a forçar o traçado de uma
curva de extração experimental.
As Figuras 4.1 a 4.6 apresentam esses dados gerados pelo modelo de Sovová
(1994) para experimentos realizados em 30 min de extração, com a amostra 2.
52
- início da curva -
0,00E+00
5,00E-05
1,00E-04
1,50E-04
2,00E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.1: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 40 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 10000 20000 30000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.2: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 40 ºC
53
- início da curva -
0,00E+00
5,00E-05
1,00E-04
1,50E-04
2,00E-04
2,50E-04
3,00E-04
3,50E-04
4,00E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
co2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.3: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 60 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.4: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 60 ºC
54
- início da curva -
0,00E+00
1,00E-04
2,00E-04
3,00E-04
4,00E-04
5,00E-04
6,00E-04
7,00E-04
8,00E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.5: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 80 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 10000 20000 30000 40000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.6: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 80 ºC
55
As Figuras 4.7 a 4.12 apresentam os dados gerados pelo modelo de Sovová
para experimentos realizados em 60 min de extração, com a amostra 1.
- início da curva -
0,00E+00
2,00E-05
4,00E-05
6,00E-05
8,00E-05
1,00E-04
1,20E-04
1,40E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.7: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 40 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 10000 20000 30000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.8: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 40 ºC
56
- início da curva -
0,00E+00
2,00E-05
4,00E-05
6,00E-05
8,00E-05
1,00E-04
1,20E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.9: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 60 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.10: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 60 ºC
57
- início da curva -
0,00E+00
5,00E-05
1,00E-04
1,50E-04
2,00E-04
2,50E-04
3,00E-04
3,50E-04
4,00E-04
0 100 200 300 400 500 600
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.11: Início da curva de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 80 ºC
0,00E+00
5,00E-04
1,00E-03
1,50E-03
2,00E-03
2,50E-03
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Tempo (min)
Solubilidade
(kg
óleo
/kg
CO2
)
100 bar
150 bar
190 bar
FIGURA 4.12: Curva total de extração obtida pelo modelo de Sovová (1994)
a 80 ºC
58
Como a quantidade de extrato envolvida neste estudo é muito pequena, devido
ao tamanho restrito do extrator, não é possível determinar a curva experimental de
extração. Logo, os dados gerados através do modelo proposto por Sovová (1994)
predizem as curvas de extração para determinadas condições estudadas.
A parte inicial das curvas geradas pelo modelo é uma reta. Isto ocorre porque o
modelo foi desenvolvido para se ajustar a uma curva de extração e, com isso,
determinar os parâmetros do modelo, mas neste estudo o modelo foi ajustado para
representar um ponto (Mendes et al. (2002)).
Pode-se observar que quanto menor o tempo, maior é a inclinação da curva,
maior é a solubilidade operacional.
Essa etapa do trabalho, de modelagem matemática, teve como principal
objetivo estudar, conhecer, fazer uso de modelos matemáticos encontrados na
literatura, conhecer suas funções e suas aplicabilidades.
Já que um modelo de transferência de massa se faz necessário para obtenção
das condições ótimas de operação de tais projetos, nesse trabalho ele não se
encaixou com essa finalidade visto que trabalhou-se com um número reduzido de
pontos experimentais.
59
CAPÍTULO VI
CONCLUSÃO
O uso medicinal das plantas pela população de diferentes partes do mundo tem
encontrado respaldo nos estudos científicos, que comprovam a sua eficácia em vários
modelos experimentais. Nesse trabalho, foram realizadas diferentes técnicas de
extração para obtenção do óleo essencial das folhas de abajeru (Chrysobalanus
icaco), da família Chrysobalanacae, estudando-se as melhores condições
operacionais, como temperatura, pressão e tempo de extração, bem como o melhor
rendimento obtido.
Portanto, o objetivo principal deste estudo foi atingido, ou seja, a extração do
óleo essencial das folhas de abajeru pela técnica de extração com fluido supercrítico.
Foram nas condições de 80 ºC e 190 bar que a massa extraída e a relação gramas de
extrato/gramas de abajeru foram as maiores para 30 min e 60 min de extração. Outras
duas técnicas convencionais foram testadas em termos de comparação, sendo que na
hidrodestilação concluiu-se que o percentual de óleo presente na planta é inferior a
1%.
Análises cromatográficas foram também realizadas com o intuito de se
identificar e classificar os compostos presentes nesses extratos. Embora muitos
compostos, incluindo terpenos, esteróides, esqualenos etc, tenham sido identificados
nessas amostras, são raros os estudos que relacionam tais compostos a efeitos
biológicos procurados, neste caso, o efeito hipoglicemiante. Logo, conclui-se que a
cromatografia gasosa, acoplada ao espectrômetro de massa, não é suficiente para a
identificação dos compostos que atuam como agentes hipoglicemiantes, ou seja, ainda
são necessários testes biológicos para comprovar se há atividade hipoglicemiante nos
60
extratos obtidos e, em caso positivo, fracionar as corridas cromatográficas até se obter
uma fração ou composto que apresente tal atividade esperada.
Cabe ressaltar, no entanto, que a maioria dos compostos ativos como
hipoglicêmicos continuam obscuros e a descoberta dessas substâncias poderia levar à
obtenção de novos fitofármacos ou mesmo fármacos para o tratamento de diabetes do
tipo II, patologia que aflige um grande número de pessoas em todo o mundo.
61
CAPÍTULO VI
SUGESTÕES FINAIS
A continuidade deste estudo é de fundamental importância para os estudos
científicos, pois a descoberta destas substâncias hipoglicemiantes e o uso de
tecnologias limpas de extração para obtê-las, como a extração com fluido supercrítico,
poderão resultar em novos produtos para o tratamento do diabetes, doença que já
atinge milhões de pessoas no mundo todo.
Portanto, devem-se realizar os testes biológicos necessários para
comprovação da atividade hipoglicemiante dos extratos aqui obtidos. Após, se
comprovado o efeito hipoglicemiante dos extratos, este contexto deve ser mais
aprofundado na parte de análises químicas dos extratos, identificação e quantificação
dos compostos.
Porém, ainda serão necessárias algumas melhorias na parte experimental da
extração com fluido supercrítico, que são:
- Aumentar a capacidade do extrator, com isso, gera-se melhores resultados e
traça-se a curva experimental de extração.
- Pesquisar e utilizar um material mais adequado para a coleta do extrato, pois
o plástico, atual material utilizado, contamina a amostra. Cabe ressaltar que o vidro
também não é aconselhável por motivo de segurança do experimento, devido à
realização em altas pressões.
- Testar as mesmas condições operacionais, estudadas aqui, de temperatura e
pressão, utilizando um co-solvente polar;
62
E por último, em relação à modelagem matemática, se feitos os ajustes acima,
ter-se-á resultados mais precisos de solubilidade e do coeficiente de transferência de
massa, pois a curva experimental de extração será traçada.
63
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xxi
ANEXO 1
Cromatogramas CG/DIC dos extratos obtidos através da extração com
fluido supercrítico, para os experimentos realizados em 30 min de extração,
Amostra 2.
CG/DIC – EFS (40 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (60 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (80 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
xxii
CG/DIC – EFS (40 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (60 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (80 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
xxiii
Cromatogramas CG/DIC dos extratos obtidos através da extração com
fluido supercrítico, para os experimentos realizados em 60 min de extração,
Amostra 1.
CG/DIC – EFS (40 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (60 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (80 ºC/190 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
xxiv
CG/DIC – EFS (40 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (60 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
CG/DIC – EFS (80 ºC/150 bar)
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
xxv
CG/DIC - SOXHLET
min
15 20 25 30 35 40 45
counts
5000
10000
15000
20000
25000
xxvi
ANEXO 2
Resultados experimentais da Extração com CO
2
supercrítico
Tempo (min) P (bar) T (ºC) Exp. 1 Exp. 2 Exp. 3 Exp. 4
60 100 40 0,40 0,41 0,43 0,20
60 150 40 0,77 0,75 0,79 0,27
60 190 40 0,71 0,70 0,77 0,23
60 100 60 0,18 0,17 0,15 0,08
60 150 60 0,36 0,39 0,35 0,15
60 190 60 0,50 0,55 0,53 0,27
60 100 80 0,16 0,20 0,22 0,25
60 150 80 0,54 0,57 0,56 0,33
60 190 80 0,82 0,83 0,80 0,12
Rendimento do óleo extraído das folhas de abajeru - Amostra 1
Rendimento (base seca) = (massa
óleo
/
massa
abajeru
)x100
Tempo (min) P (bar) T (ºC) Exp. 1 Exp. 2 Exp. 3 Exp. 4
30 100 40 0,06 0,30 0,35 0,31
30 150 40 0,48 0,24 0,49 0,47
30 190 40 0,31 0,17 0,31 0,33
30 100 60 0,18 0,29 0,29 0,28
30 150 60 0,40 0,41 0,40 0,28
30 190 60 0,10 0,45 0,48 0,43
30 100 80 0,21 0,26 0,16 0,26
30 150 80 0,93 0,60 0,96 0,94
30 190 80 1,13 1,17 1,12 0,64
Rendimento (base seca) = (massa
óleo
/
massa
abajeru
)x100
Rendimento do óleo extraído das folhas de abajeru - Amostra 2
xxvii
ANEXO 3
Resultados da Solubilidade Operacional Calculada através do Modelo
Proposto por Sovová (1994):
Extrapolação do tempo de extração (Figuras 4.1 a 4.6)
100 bar 150 bar 190 bar 100 bar 150 bar 190 bar 100 bar 150 bar 190 bar
tempo (min) SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC
30 1,02E-05 7,22E-06 4,13E-06 2,10E-05 9,85E-06 8,12E-06 4,06E-05 4,15E-05 2,86E-05
60 2,04E-05 1,44E-05 8,26E-06 4,20E-05 1,97E-05 1,62E-05 8,13E-05 8,29E-05 5,73E-05
90 3,06E-05 2,16E-05 1,24E-05 6,30E-05 2,96E-05 2,44E-05 1,22E-04 1,24E-04 8,59E-05
120 4,08E-05 2,89E-05 1,65E-05 8,40E-05 3,94E-05 3,25E-05 1,63E-04 1,66E-04 1,15E-04
150 5,10E-05 3,61E-05 2,06E-05 1,05E-04 4,93E-05 4,06E-05 2,03E-04 2,07E-04 1,43E-04
180 6,12E-05 4,33E-05 2,48E-05 1,26E-04 5,91E-05 4,87E-05 2,44E-04 2,49E-04 1,72E-04
210 7,14E-05 5,05E-05 2,89E-05 1,47E-04 6,90E-05 5,69E-05 2,84E-04 2,90E-04 2,00E-04
240 8,16E-05 5,77E-05 3,30E-05 1,68E-04 7,88E-05 6,50E-05 3,25E-04 3,32E-04 2,29E-04
270 9,18E-05 6,49E-05 3,72E-05 1,89E-04 8,87E-05 7,31E-05 3,66E-04 3,73E-04 2,58E-04
300 1,02E-04 7,22E-05 4,13E-05 2,10E-04 9,85E-05 8,12E-05 4,06E-04 4,15E-04 2,86E-04
330 1,12E-04 7,94E-05 4,54E-05 2,31E-04 1,08E-04 8,93E-05 4,47E-04 4,56E-04 3,15E-04
360 1,22E-04 8,66E-05 4,95E-05 2,52E-04 1,18E-04 9,75E-05 4,88E-04 4,98E-04 3,44E-04
390 1,33E-04 9,38E-05 5,37E-05 2,73E-04 1,28E-04 1,06E-04 5,28E-04 5,39E-04 3,72E-04
420 1,43E-04 1,01E-04 5,78E-05 2,94E-04 1,38E-04 1,14E-04 5,69E-04 5,80E-04 4,01E-04
450 1,53E-04 1,08E-04 6,19E-05 3,15E-04 1,48E-04 1,22E-04 6,10E-04 6,22E-04 4,29E-04
480 1,63E-04 1,15E-04 6,61E-05 3,36E-04 1,58E-04 1,30E-04 6,50E-04 6,63E-04 4,58E-04
510 1,73E-04 1,23E-04 7,02E-05 3,57E-04 1,67E-04 1,38E-04 6,91E-04 7,05E-04 4,87E-04
540 1,84E-04 1,30E-04 7,43E-05 3,78E-04 1,77E-04 1,46E-04 7,31E-04 7,46E-04 5,15E-04
640 2,18E-04 1,54E-04 8,81E-05 4,48E-04 2,10E-04 1,73E-04 8,67E-04 8,84E-04 6,11E-04
1640 5,58E-04 3,94E-04 2,26E-04 1,15E-03 5,39E-04 4,44E-04 2,21E-03 2,25E-03 1,57E-03
11640 2,30E-03 2,30E-03 1,60E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
15000 2,30E-03 2,30E-03 2,06E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
30000 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
Solubilidade Operacional Calculada (SOC) para Amostra 2
40 ºC 60 ºC 80 ºC
*Solubilidade Operacional Calculada = m
óleo
/m
CO2
xxviii
Extrapolação do tempo de extração (Figuras 4.7 a 4.12)
100 bar 150 bar 190 bar 100 bar 150 bar 190 bar 100 bar 150 bar 190 bar
tempo (min) SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC SOC
60 1,32E-05 1,16E-05 9,33E-06 1,21E-05 8,98E-06 9,02E-06 3,88E-05 2,43E-05 2,01E-05
90 1,98E-05 1,74E-05 1,40E-05 1,81E-05 1,35E-05 1,35E-05 5,82E-05 3,65E-05 3,02E-05
120 2,64E-05 2,32E-05 1,87E-05 2,41E-05 1,80E-05 1,80E-05 7,77E-05 4,86E-05 4,02E-05
150 3,30E-05 2,90E-05 2,33E-05 3,02E-05 2,25E-05 2,26E-05 9,71E-05 6,08E-05 5,03E-05
180 3,96E-05 3,48E-05 2,80E-05 3,62E-05 2,69E-05 2,71E-05 1,16E-04 7,29E-05 6,03E-05
210 4,62E-05 4,07E-05 3,27E-05 4,23E-05 3,14E-05 3,16E-05 1,36E-04 8,51E-05 7,04E-05
240 5,28E-05 4,65E-05 3,73E-05 4,83E-05 3,59E-05 3,61E-05 1,55E-04 9,72E-05 8,04E-05
270 5,94E-05 5,23E-05 4,20E-05 5,43E-05 4,04E-05 4,06E-05 1,75E-04 1,09E-04 9,05E-05
300 6,60E-05 5,81E-05 4,67E-05 6,04E-05 4,49E-05 4,51E-05 1,94E-04 1,22E-04 1,01E-04
330 7,26E-05 6,39E-05 5,13E-05 6,64E-05 4,94E-05 4,96E-05 2,14E-04 1,34E-04 1,11E-04
360 7,92E-05 6,97E-05 5,60E-05 7,24E-05 5,39E-05 5,41E-05 2,33E-04 1,46E-04 1,21E-04
390 8,58E-05 7,55E-05 6,07E-05 7,85E-05 5,84E-05 5,87E-05 2,52E-04 1,58E-04 1,31E-04
420 9,24E-05 8,13E-05 6,53E-05 8,45E-05 6,29E-05 6,32E-05 2,72E-04 1,70E-04 1,41E-04
450 9,90E-05 8,71E-05 7,00E-05 9,05E-05 6,74E-05 6,77E-05 2,91E-04 1,82E-04 1,51E-04
480 1,06E-04 9,29E-05 7,47E-05 9,66E-05 7,19E-05 7,22E-05 3,11E-04 1,94E-04 1,61E-04
510 1,12E-04 9,87E-05 7,93E-05 1,03E-04 7,64E-05 7,67E-05 3,30E-04 2,07E-04 1,71E-04
540 1,19E-04 1,05E-04 8,40E-05 1,09E-04 8,08E-05 8,12E-05 3,49E-04 2,19E-04 1,81E-04
640 1,41E-04 1,24E-04 9,95E-05 1,29E-05 9,58E-05 9,63E-05 4,14E-04 2,59E-04 2,14E-04
1640 3,61E-04 3,17E-04 2,55E-04 3,30E-04 2,46E-04 2,47E-04 1,06E-03 6,64E-04 5,50E-04
11640 2,30E-03 2,24E-03 1,81E-03 2,30E-03 1,74E-03 1,75E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
15000 2,30E-03 2,30E-03 2,29E-03 2,30E-03 2,24E-03 2,25E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
30000 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03 2,30E-03
40 ºC 60 ºC 80 ºC
Solubilidade Operacional Calculada (SOC) para Amostra 1
*Solubilidade Operacional Calculada = m
óleo
/m
CO2
xxix
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