Avaliação do extrato da semente do maracujá (Passiflora edulis Sims) obtido por extração com dióxido de carbono supercrítico: influência do emprego de co-solvente e possíveis impactos da aplicação no processo de transesterificação com fluídos supercríticos

Abstract

Interesses políticos, preocupações acerca de questões ambientais e a dependência energética de reservas esgotáveis como o petróleo, têm motivado o desenvolvimento da indústria dos biocombustíveis. O biodiesel derivado de óleos vegetais e gorduras animais é uma alternativa verde ao diesel de petróleo. Esse combustível é obtido a partir da transesterificação de óleos e gorduras. Há diversos métodos para condução desta reação dentre elas a transesterificação supercrítica, a qual não requer a utilização de catalisadores, entretanto demanda a aplicação de condições drásticas de pressão e temperatura para alcance das condições críticas do solvente. Entre os maiores desafios da indústria do biodiesel estão: a busca por matérias-primas capazes de suprir biodiesel de boa qualidade; e a redução dos custos associados ao processo. Produtos derivados do maracujá movimentam tanto o mercado nacional como o internacional, sendo o Brasil responsável por 90% da produção mundial deste fruto. As sementes do maracujá configuram um subproduto dessa indústria com baixo valor agregado, o qual merece atenção. A extração supercrítica com CO2 é um método ambientalmente favorável de separação empregado como alternativa aos métodos tradicionais os quais utilizam solventes orgânicos. O resultado dos processos que envolvem o emprego de fluidos supercríticos é função da combinação das condições de pressão e temperatura aplicadas. Co-solventes são frequentemente utilizados para modificar as características dos solventes beneficiando processos da indústria química. No presente trabalho foram conduzidas extrações com emprego de CO2 supercrítico para a obtenção do extrato da semente de maracujá com e sem o emprego de co-solventes variando as condições de pressão (250 e 300bar) e temperatura (55,60 e 70°C). Para todas as extrações foram alcançados rendimentos superiores a 20%. Embora a influência dos parâmetros pressão e temperatura sob o processo tenha demonstrado alta complexidade, o etanol se mostrou uma ótima alternativa como co-solvente para aceleração das extrações, reduzindo significativamente o tempo para obtenção do extrato sem alterar aspropriedades do perfil de triglicerídeos observado. O maior rendimento obtido sem adição de modificador foi 23,97% a 250bar e 60°C decorridos 330 minutos enquanto a adição do modificador conduziu ao rendimento de 23,88% a 300bar e 55°C no tempo de 120 minutos. A análise do perfil de triglicerídeos determinado por cromatografia gasosa do óleo da semente do maracujá apontou este como uma possível alternativa para a aplicação na produção de misturas de biodiesel. O método de transesterificação supercrítica demonstra ser o mais adequado uma vez que apresenta ampla tolerância quanto ao teor de insaturações presentes no óleo, bem como a possíveis contaminantes provenientes da matriz vegetal o do processamento do óleo.<br>

Abstract : Political interests, environmental concerns and energy dependence of non renewable resources such as petroleum, raise the development of biofuels industry. Biodiesel derived from vegetable oils and animal fats is a green alternative to petroleum diesel. This fuel is obtained via transesterification of oils and fats. There are many methods for conducting this reaction, supercritical transesterification is one of them which does not require catalysts, however demand drastic conditions of pressure and temperature in order to reach solvent critical conditions. Among the biggest challenges of biodiesel industry it can be mentioned: searching for raw materials adequate to generate high quality biodiesel, and reducing process costs. Passion fruit derivate products are representative both in national and international trade. Brazil accounts for 90 % of worldwide production of passion fruit. Passion fruit seeds are byproducts of its industry with low added value that deserves attention. Extraction with supercritical CO2 is an environmental friendly method of separation used as an alternative to traditional methods which normally apply organic solvents. The result of processes involving supercritical fluids application is a function of parameters combination such as temperature and pressure conditions. Co-solvents are often used to modify solvent characteristics inducing benefits to chemical processes. The aim of this work was conduct extractions with the use of supercritical CO2 to obtain the passion fruit seed extract with and without presence of co-solvents varying pressure conditions (250 and 300bar) and temperature (55,60 , and 70 ° C) . For all extractions were achieved yields above 20%. Although the influence of combination parameter pressure and temperature, demonstrated high complexity, ethanol proved to be a great alternative as a co ? solvent. This modifier speeds up extraction process significantly reducing the period required to obtain almost the same amount of extract obtained on its absence, without changing its lipid profile. The highest yield obtained without modifier addition was 23.97 % at 250bar and 60 ° C, after 330 minutes. Withal, the modifier addition conducted to the yield of 23.88% at 300bar and 55 ° C after 120 minutes. Analysis of the triglyceride profileconducted by gas chromatography of passion fruit seed oil, qualified it as a possible alternative for use in biodiesel blends. The supercritical transesterification method proves to be the most suitable since it shows great tolerance regarding oil unsaturation content, as well as possible contaminants from oil matrix or processing.