Otimização de parâmetros do processo de extração do tanino de acácia negra

Abstract

Em um processo industrial de extração, os parâmetros utilizados no controle da etapa de produção podem determinar a viabilidade técnica e até mesmo econômica do mesmo. Além disso, processos mais eficientes podem causar menor impacto ambiental pela redução do uso de matérias primas e da geração de resíduos. Nesse trabalho se estudou o rendimento do processo de extração de tanino da casca da Acácia Negra em um extrator contínuo, através da relação entre a massa de extrato seco obtido e a massa de casca utilizada, além disso se estudou a variação do teor de tanantes e da cor do extrato pela manipulação de alguns parâmetros, como a temperatura do solvente, razão líquido/sólido (L/S), tamanho das partículas de casca e adição de etanol como cossolvente. Os intervalos estudados foram de 10 a 30 para a razão L/S, de 5,0 a 40,0 mm para o tamanho de partícula, de 50 a 90 °C para a temperatura de extração e de 0 a 30% (m/m) de etanol no solvente. A razão L/S apresentou a maior influência sobre o rendimento do processo e sobre o teor de tanantes extraídos, seguido pela adição de etanol como cossolvente e a temperatura de extração. Tanto a elevação da temperatura quanto o acréscimo da razão L/S aumentaram o rendimento e o teor de tanantes do extrato. O tamanho de partícula utilizado, por outro lado, mostrou um comportamento parabólico para o rendimento, assim como a adição de etanol apresentou comportamento semelhante para o teor de tanantes. Para a resposta rendimento, o ponto ótimo, obtido matematicamente pelo modelo empírico gerado, foi razão L/S de 30, casca de acácia com tamanho de partícula de 38,94 mm, e solvente a 90 °C com 30% (m/m) de etanol como cossolvente. Em relação ao teor de tanantes, o ponto ótimo teórico foi razão L/S de 30, casca de acácia com tamanho de partícula de 40,0 mm, e solvente a 90 °C com 19,7% (m/m) de etanol como cossolvente. Para obtenção da menor coloração do extrato, o ponto ótimo de extração encontrado foi razão L/S de 30, casca de acácia com tamanho de partícula de 5,0 mm, e solvente a 50 °C com 0% de etanol, ou seja, sem cossolvente.

In the extraction industrial process, the parameters used in the control of production steps may determine the technical and even economic viability of the operation. Furthermore, more efficient process may cause less environmental impact by reducing the raw material use and the waste generation. In this work the Tannin extraction process from Acacia Negra bark has been studied by solvent temperature, liquid to solid ratio (L/S), bark particle size and ethanol addition influence in the process yield, tannins content and extract color obtained. The ranges studied were 10 to 30 for L/S ratio, 5,0 to 40,0 mm for bark particle size, 50 to 90°C for solvent temperature and 0 to 30% for ethanol addition in the solvent. The L/S ratio has presented the largest influence on the process yield and on the tannins content of the extract, followed by the ethanol addition and the solvent temperature. Both the temperature rise and the increase of L/S ratio have increased the yield and the tannin content of the extract. The particle size used, on the other hand, showed a parabolic behavior for the yield as well as the ethanol addition showed a similar behavior for the tannin content. The point that presented the best yield result was 30 as L/S ratio, 38,9 mm as bark size and using solvent at 90°C temperature with 30% ethanol. In relation to the tannin content, the optimum point was L / S ratio of 30, bark size of 40,0 mm, and solvent at 90 ° C with 19.70% of ethanol. To obtain the lowest extract color, the optimum extraction point was L / S ratio of 30, bark size of 5,0 mm, and solvent at 50 ° C with 0% ethanol.