Cinetica de transferencia de massa na extração supercritica de oleo essencial de pimenta-do reino

Abstract

A cinética do processo de extração supercrítica de óleo essencial de pimenta-do-reino foi estudada para as condições de 30, 40 e 50°Ce 150, 200 e 300 bar. O óleo essencial extraído com o fluido supercrítico foi analisado através dos métodos de cromatografia gasosa / e espectrometria de massa. Esta análise permitiu a identificação e confirmação de 22 compostos presentes na mistura, e assim possibilitou a determinação da composição do óleo essencial de pimenta-do-reino, para as condições de extração empregadas. Dois tipos de matéria-prima foram estudados, e os resultados de solubilidade encontrados variaram de 0,0858 a 0,1444+- 0,0001 kg óleo/kg CO2, para a pimenta tipo 1, e de 0,0242 a 0,0605 +- 0,0001 kg óleo/kg CO2, para a pimenta tipo 2. A determinação do coeficiente de transferência de massa da fase solvente, foi realizada a partir dos dados experimentais de concentração na fase solvente e dados de .solubilidade do óleo no solvente. Os valores obtidos variaram de 0,25 x 10-4 a 1,80 x 10-4 m/s, para a pimenta tipo 1, e de 0,42 x 10-4 a 3,05 x 10-4 m/s, para a pimenta tipo 2. Foi determinado o efeito da convecção natural no processo de extração, através da avaliação do parâmetro Grm/Re², que representa a influência relativa da convecção natural sobre a convecção forçada. Com a análise da cinética de transferência de massa foi possível a determinação de uma correlação para o número de Sherwood,em função dos números de Reynolds, Schmidt e Grashof mássico.The kinetics of the supercritical extraction process of black pepper essential oil was studied for the conditions of 30, 40 e 50°C e 150,200 e 300 bar. The essential oil extracted with supercritical fluid was analyzed by gas chromatography and mass spectrometry methods. These analysis allowed the identification and confirmation of 22 compounds in the mixture, and was possible to obtain the composition of the black pepper essential oil, for the operational conditions used. Two kinds of raw material were studied, and the results of solubility varied from 0,0858 to 0,1444 +- 0,0001 kg oil/kg CO2, for the pepper type 1, and for 0,0242 to 0,0605 +- 0,0001 kg oil/kg CO2, for the pepper type 2. The determination of the mass transfer coefficient for the solvent phase was realized using experimental data of the concentration in the solvent phase, and the solubility data of the essential oil in the solvent. The values obtained varied from 0,25 x 10-4 to 1,80 X 10-4 m/s, for pepper type 1, and form 0,42 x 10-4 to 3,05 X 10-4 m/s, for pepper type 2. The effect of the natural convection in the extraction process was obtained through the evaluation of the parameter Grm/Re², which represents the relative influence of the natural convection over the forced convection. The study of the mass transfer kinetics allowed the determination of a correlation for the Sherwood number, as a function of Reynolds, Schmidt and mass-transfer Grashof numbers