Tipos de Extratos Obtidos em Extrator em Leito Fixo

Os experimentos para obtenção dos extratos utilizando o extrator em leito fixo foram conduzidos na unidade experimental do Laboratório ExTrAE, UNICAMP, Brasil, esquematizada na Figura 4.2. A unidade consiste, basicamente, de um cilindro de CO2, banho termostatizado, manômetros do tipo Bourdon,

trocador de calor (2), bomba de alta pressão (3), tanque pulmão (4), extrator (7), frasco coletor do extrato (9), medidor de vazão (11), totalizador de volume(12), válvulas, bomba (13) para etanol ou água.

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Figura 4.2– Esquema da unidade experimental de extração.

O extrator com aproximadamente 50 mL de volume e diâmetro de 20 mm (7) foi empacotado manualmente com cerca de 5 g de folhas secas e trituradas, formando um leito de partículas. O restante do volume do extrator foi completado com esferas de vidro de 5 mm. O banho termostatizado foi ajustado na temperatura de operação (40 °C ou 50 °C) e a pressão foi ajustada bombeando CO2 até atingir a pressão preestabelecida (300 bar ou 400 bar). Quando

alcançadas as condições estabelecidas, adotou-se um período estático de 30 minutos como tempo para estabilização do sistema e iniciou-se a extração escoando CO2 supercrítico através do leito e coletando-se extrato no coletor (9).

Por fim o CO2 foi conduzido a um medidor (11) (Modelo 32908-69 Cole Parmer

1. Cilindro CO2

2. Banho de Refrigeração 3. Bomba CO2

4. Tanque Pulmão

5, 6 Manômetros do tipo Bourdon 7. Extrator 8. Bomba peristáltica 9. Frasco coletor 10. Adsorvente 11. Medidor de Vazão 12. Totalizador de Volume 13. Bomba para etanol ou água

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Instument Company) para o controle da vazão de CO2 e um totalizador de volume

(12) para quantificar o dióxido de carbono usado.

Durante o processo de extração com CO2 supercrítico a tubulação da linha

foi lavada com etanol com o auxílio de uma bomba peristáltica (8), para recuperação do extrato depositado na mesma, com uma vazão média de 0,3 mL/min (ρ=785 g/L, 25 °C)

Em uma primeira etapa, amostras de folhas de crajirú foram submetidas a processos de extração em extrator de leito fixo em três etapas, usando três solventes distintos. Na primeira etapa foi utilizado CO2 supercrítico com uma

vazão média de 1,65 g/min (1L/min), que foi lida na saída do sistema, nas condições de temperatura e pressão local de 0,93 bar à 25 °C (ρ=1,65 g/L), a segunda e terceira etapas, foram realizadas com etanol (ρ=785 g/L, 25 °C) acidificado com ácido cítrico 0,3 % e água (ρ=1000 g/L, 25 °C) acidificada com ácido cítrico 0,3% com vazão média de 0,39 g/min (0,5 mL/min) e 0,5 g/min (0,5 mL/min), respectivamente. A Figura 4.3 esquematiza as condições experimentais e nesse diagrama os mesmos estilos de hachuras representam o mesmo processo a uma temperatura e pressão.

Durante a coleta das frações de extratos para construção da curva de extração, foi observado um escurecimento das amostras na terceira etapa com água. Por essa razão, foi realizada uma modificação no processo e a terceira etapa passou a ser feita por extração convencional aquosa do resíduo 2, na mesma temperatura de operação e na pressão ambiente, com isso obtendo o terceiro extrato (EA/PESC).

Para obtenção do terceiro extrato aquoso, o resíduo 2 foi seco em estufa a vácuo (Marconi, MA 030-12, Brasil) a 40 °C durante uma hora e meia. Em seguida, pesou-se cerca de um grama de resíduo adicionado a 20 mL de água deionizada, acidificada com ácido cítrico 0,3 % e foram colocadas em um banho previamente aquecido na temperatura de operação, durante 10 minutos em repouso. Após a mistura foi centrifugada (centrifuga JOUAN, BR4i, França), por 20

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minutos a 10.000 rpm. O sobrenadante foi filtrado em papel filtro e o filtrado foi liofilizado (liofilizador modelo L101, LIOBRAS, SP, Brasil), obtendo um extrato aquoso seco de crajirú. As amostras armazenadas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob refrigeração para posterior análise. Todos os experimentos foram realizados em triplicata.

ESC EE- PESC EA-PESC

Matéria - Prima Resíduo 1 Resíduo 2 Resíduo 3

scCO2 ETANOL ÁGUA

40°C 400 bar 40°C 300 bar 50°C 300 bar 50°C 400 bar 40°C 400 bar 40°C 300 bar 50°C 300 bar 50°C 400 bar 40°C 300 bar 50°C 300 bar 50°C 400 bar 40°C 400 bar

Figura 4.3 – Esquema do processo de extração sequencial em leito fixo em três etapas.

O etanol presente nos extratos obtidos foi evaporado em um rotaevaporador (Marconi. MA-120, Brasil) acoplado a um banho a 40°C sob vácuo de 700 mmHg em seguida colocados em estufa a vácuo (Marconi, MA 030-12, Brasil) na temperatura de 40°C sob vácuo de 525 mmHg (bomba Marconi, MA 057-13, Brasil), até a obtenção do extrato seco. As amostras armazenadas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob

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refrigeração para posterior análise. A água presente nos extratos foi evaporada por secagem em liofilizador.

Em um segundo experimento, amostras de crajirú foram submetidas a processos de extração em extrator de leito fixo em duas etapas, sendo que na primeira etapa foi utilizado o CO2 supercrítico, a segunda etapa foi realizada a

extração por meio de uma mistura de CO2 supercrítico/etanol/água em três

diferentes proporções mássicas:

 1° condição experimental: 80,8 % scCO2, 19,2 % etanol, 0 % água

(ρetanol-água=785 g/L, 25 °C);

 2° condição experimental: 79,6 % scCO2, 14,3 % etanol, 6,1 % água

(ρetanol-água=843,6 g/L, 25 °C);

 3° condição experimental: 78,4 % scCO2, 10,8 % etanol, 10,8 % água

(ρetanol-água=912 g/L, 25 °C);

As três condições experimentais foram conduzidas a uma temperatura de 40 °C e pressão fixa de 300 bar, estabelecidas a partir de testes preliminares realizados neste trabalho e estão ilustradas na Figura 4.4.

O resíduo 2 (resíduo da extração etanólica) obtido nesse processo, foi seco em estufa (Marconi, MA 030-12, Brasil) a 40°C durante uma hora e meia e posteriormente foi submetido a uma extração convencional aquosa a 40°C e pressão ambiente, obtendo um terceiro extrato. Esse processo só foi realizado nas etapas posteriores a construção de curvas de cinéticas de extração.

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ESC EM -

PESC

Matéria-prima _{Resíduo 1 Resíduo 2}

scCO2 40°C 300 bar 40°C 300 bar 80,8% scCO2, 19,2% etanol, 0% água 79,6% scCO2, 14,3% etanol. 6,1% água 78,4% scCO2, 10,8% etanol, 10,8% água EM - PESC _PESCEM - 40°C Pressão amb. Aquosa convencional * EA

Figura 4.4 –Esquema do processo de extração sequencial em leito fixo em duas etapas,

sendo a segunda etapa constituída de uma mistura.

*- Processo adicionado somente nas etapas posteriores a cinética de extração.

O etanol presente nos extratos foi rotaevaporado (rotaevaporador Marconi. MA-120, Brasil) acoplado em um banho a 50 °C sob vácuo de 700 mmHg, em seguida colocado em estufa a vácuo (Marconi, MA 030-12, Brasil) a temperatura de 50 °C sob vácuo de 525 mmHg (bomba Marconi, MA 057-13, Brasil), até a obtenção do extrato seco. Para a construção das curvas, em alguns pontos da cinética, os frascos foram secos á 80 °C devido à dificuldade em secar água a baixa temperatura. Os extratos aquosos foram liofilizados (liofilizador modelo L101, LIOBRAS, SP, Brasil). As amostras armazenadas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob refrigeração para posterior análise.

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4.3.1.1. Extração Convencional Etanólica

Os extratos convencionais etanólicos foram obtidos segundo a metodologia descrita por Jorge (2008) com modificações. Um grama de folhas secas e trituradas foram extraídas através de agitação, três vezes, sendo cada vez com 5 mL de etanol acidificado (0,3% ácido cítrico), com duração de uma hora e meia cada, protegido da luz, em agitador magnético. O extrato foi filtrado sob vácuo e o solvente foi evaporado em rotaevaporador (Marconi. MA-120, Brasil) acoplado a um banho a 40 °C sob vácuo de 700 mmHg em seguida colocado em estufa a vácuo (Marconi, MA 030-12, Brasil) a temperatura de 40 °C sob vácuo de 525 mmHg (bomba Marconi, MA 057-13, Brasil), até a obtenção do extrato seco. As amostras armazenadas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob refrigeração para posterior análise. Todos os experimentos de extração etanólica convencional dos extratos foram realizadas em triplicata.

4.3.1.2. Extração Convencional Hidroalcoólica

Os extratos convencionais hidroalcoólicos foram obtidos segundo a metodologia descrita por Jorge (2008) com modificações. Dez gramas de folhas secas e trituradas foram extraídas através de agitação, três vezes, sendo utilizada em cada vez 50 mL de uma mistura de etanol e água 70:30 (v:v) acidificada (0,3 % ácido cítrico) com duração de uma hora e meia cada, protegida da luz, em agitador magnético, nas condições ambientes. O extrato foi filtrado sob vácuo. Todos os experimentos de extração hidroalcoólica convencional foram realizadas em triplicata.

Com intuito de comparação, foi realizada uma extração hidroalcoólica com uma mistura de etanol, água 70:30 (v:v) acidificada (0,3 % ácido cítrico) na

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unidade experimental de extrator em leito fixo, a 40 °C e 300 bar, com vazão média de entrada de solvente de 0,39 g/min (ρ=785 g/L, 25 °C) e 5 g de folhas. Em um primeiro momento foi realizada a cinética de extração para determinação do tempo total de extração,que foi construída plotando rendimento global de extração por tempo (minutos). Para determinação do rendimento global de extração e para obtenção de extratos para as demais análises o processo foi realizado em triplicata. Em cada uma das extrações, o extrator foi empacotado com aproximadamente cinco gramas de amostra de A. chica.

O solvente presente nesses extratos foi evaporado em rotaevaporador (Marconi. MA-120, Brasil) acoplado em um banho a 40 °C sob vácuo de 700 mmHg em seguida colocados em estufa a vácuo (Marconi, MA 030-12, Brasil) a temperatura de 40 °C sob vácuo de 525 mmHg (bomba Marconi, MA 057-13, Brasil), até a obtenção do extrato seco. As amostras armazendas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob refrigeração para posterior análise.

4.3.1.3. Extração Convencional Aquosa

Foram obtidos três extratos convencionais utilizando três temperaturas diferentes (40 °C, 50 °C e 80 °C). Para realização da extração convencional aquosa foi seguida a metodologia descrita por Cseke et al. (2006) com modificações. Para as temperaturas de 40 °C e 80 °C, cerca de um grama de amostra seca foi adicionada a 20 mL de água deionizada, acidificada com ácido cítrico 0,3 %, foram colocadas em um banho previamente aquecido na temperatura de operação e permaneceram durante 10 minutos em repouso, após a mistura foi centrifugada (centrifuga JOUAN, BR4i, França), por 20 minutos a 10.000 rpm. O sobrenadante foi filtrado em papel filtro e o filtrado foi liofilizado (liofilizador modelo L101, LIOBRAS, SP, Brasil), obtendo um extrato aquoso seco

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de crajirú. As amostras armazendas em frascos do tipo penicilina de 50 mL foram fechadas, lacradas e mantidas sob refrigeração para posterior análise.

O terceiro experimento foi conduzido seguindo a mesma metodologia à 50°C, porém o solvente não foi acidificado.

Todos os experimentos de extração aquosa convencional dos extratos foram realizadas em triplicata.