Obtenção de tintura de folha de maracujá (Passiflora edulis Sims) com extração por líquido pressurizado: estudo da cinética de extração, aumento de escala e análise econômica - Rodrigues, Larissa da Cunha (2021)
O processo de extração com liquido pressurizado (ELP) é uma nova técnica desenvolvida na década de 90 para preparo de amostras analíticas, mas atualmente tem sido empregada no estudo da composição de extratos vegetais e animais. Existem vários parâmetros para se obter melhores rendimentos na extração como a pressão, a temperatura, o tempo de contato entre o solvente e a matriz no extrator, a quantidade de solvente e o número de vezes que o solvente irá entrar em contato com a matriz em um processo intermitente de extração com purga do solvente. A alta pressão permite melhor difusividade do solvente que se mantém no estado liquido mesmo a altas temperaturas. O processo é relativamente rápido e em um processo intermitente permite economia considerável de solvente. Este projeto de pesquisa teve como objetivo a obtenção da tintura de folhas de maracujá (Passiflora edulis Sims) utilizando etanol aquoso 70%(v/v) pressurizado em um processo de purga intermitente. Esta tintura possui grande importância dentre os fitoterápicos por apresentar atividade ansiolítica, sedativa e anti-inflamatória, além disso, a aplicação desta técnica pode se extender para outras espécies de plantas. Foram avaliados os efeitos das variáveis Temperatura (T), Volume de Solvente (VS o qual consiste na porcentagem do volume da célula de 34 mL distribuido pelo número de ciclos) e Número de Ciclos (C) no rendimento global (X0), composição de fenólicos totais (CFT), flavonoides totais (CFLT) e consumo de energia elétrica (CE). A temperatura foi o fator que mais influenciou todas as variáveis respostas, o número de ciclos, ou número de purga do extrato durante a extração, e o volume de solvente usado no enxague para repor o extrato em cada purga, pouco influenciaram. Utilizando a mistura de etanol 70% em ELP, em um processo em escala laboratorial, obteve-se rendimentos em sólidos totais variando de 22,3 % a 33,1 %, a composição em fenólicos totais variou de 30,0 a 43,2 mg equivalente em ácido gálico/g folhas secas, a composição de flavonóides variou de 27,0 a 58,8 mg equivalente em quercetina /g folhas secas e o consumo de energia variou de 3,4 a 36,9 wh. A condição otimizada, a qual obteve maiores concentrações de fenólicos e flavonóides, das variáveis estudadas (T, VS e C) obtida pelo Design Composto Central Rotacional (DCCR) foi a 100 °C com VS de 120% e 4 C, e para o rendimento global foi de 113°C com VS de 100% e 3 C, estas condições, no entanto foram as que mais consumiram energia elétrica. Para comparação com o processo convencional de obtenção de tintura, indicado pela Farmacopeia Brasileira, realizou-se a extração por percolação e foram obtidos 21,8% de rendimento global, 22,5 ±1,1 mg equivalentes a ácido gálico/g (mg EAG) e 27,8 ± 0,6 mg equivalentes à quercetina /g (EQUER/g) sem consumo de energia, porém com maior consumo de solvente. Ou seja, o processo por ELP é mais vantajoso que a percolação em rendimento. A partir destas condições otimizadas, aplicou-se um modelo matemático para descrever a cinética de extração com líquido pressurizado (ELP) em processo semi-contínuo e em processo com purga intermitente do extrato e obteve-se bom ajuste dos dados modelados com os experimentais. O modelo matemático que se ajustou aos dados experimentais foi o Modelo de Fick para transferência de massa. Os coeficientes de difusão efetiva obtidos (6.44 ± 0.416 ×10-12 m²/s para a temperatura de 80° C, 6.07 ± 0.383×10-12 m²/s para a temperatura de 90°C e 5.83 ± 0.421×10-12 m²/s para a temperatura de 100°C) não foram afetados pela temperatura na faixa estudada. O processo em purga intermitente na condição otimizada ocorre em sua maior parte na faixa da curva que representa a taxa de extração constante. O aumento de escala foi realizado de acordo com a otimização concluída em escala laboratorial, mantendo a proporção massa de solvente e massa de folhas constante (S/F), além das variáveis significativas ao processo. Este método de aumento de escala demonstrou ser eficaz. A extração no equipamento em escala piloto obteve rendimentos globais ligeiramente superiores aos realizados em escala laboratorial 35,6 ± 1,5 % e utilizou-se 3.768,4 ± 121,3 mL de solvente e consumiu 178,1 ± 23,6 Wh de energia elétrica. As curvas de extração do processo intermitente foram semelhantes apesar de apresentarem tempos diferentes. O consumo energético, porém, da escala laboratorial para a piloto aumentou em cinco vezes. Concluiu-se este projeto com uma estimativa do custo de implementação do processo, estimando o custo de manufatura e os custos de manufatura foram menores em equipamentos que operam em regime semi-contínuo com a extração de apenas 2 ciclos. Quanto maior a escala de produção, maior foi a viabilidade econômica.