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Abstract:
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Os corantes naturais são usados como forma de manter a coloração dos alimentos. Frequentemente os corantes dos alimentos sofrem séria degradação durante o processamento, e a restituição da cor perdida é uma maneira de manter o aspecto de frescor dos alimentos. Conhecer, quantificar e monitorar o processo de extração das antocianinas do repolho roxo permitirá novos avanços para a obtenção de um processo rentável e viável. Este trabalho tem como foco determinar as condições ótimas de extração em coluna das antocianinas do repolho roxo, traçando um paralelo com o processo de extração em batelada através do levantamento dos coeficientes de transferência de massa envolvidos nestes dois processos. Os estudos preliminares em batelada serviram para indicar o pH ideal para a padronização das amostras e leitura espectrofotométrica, o tipo de solvente e a concentração a ser usada na extração das antocianinas do repolho roxo e a relação massa de repolho : volume de solvente que permite o melhor contato entre as fases. De posse destas informações, foi construída uma coluna de vidro e realizada a extração das antocianinas a partir de um leito de repolho misturado com pérolas de vidro, de forma a se obter uma boa distribuição do fluxo de solvente e maior estabilidade estrutural do recheio da coluna. Os testes em coluna de extração contínua sem recirculação do solvente foram conduzidos com uma massa de 70 g de repolho roxo. O objetivo deste teste foi esgotar completamente a fonte de antocianinas e quantificar o máximo de antocianinas que pode ser extraída do tecido vegetal. O produto final (repolho exaurido de corante) serviu para testar a reabsorção de antocianinas em solução a partir de diferentes concentrações coletadas na saída da coluna durante a extração. Através da técnica de planejamento experimental, os ensaios em coluna foram conduzidos para avaliar a influência da concentração de NaCl, pH, vazão de recirculação do solvente, volume de solvente e massa de repolho roxo. Os resultados mostraram que o pH, o volume de solvente e a massa de repolho roxo tiveram efeitos estatisticamente significantes, onde a condição ótima de operação encontrada para o processo foi pH 2,3, Volume de solvente recirculado 0,83 L e massa de repolho roxo 50 g. Durante a reabsorção de antocianinas, o objetivo foi estabelecer uma relação de distribuição no equilíbrio para o corante entre as fases líquida e sólida, o que juntamente com os modelos de transferência de massa permite estudar o deslocamento das antocianinas entre o tecido vegetal e o solvente sob diferentes condições de operação. Finalmente modelaram-se os processos de extração em batelada e em coluna. Para a avaliação dos modelos, além de critérios de estabilidade numérica e convergência, foram efetuados experimentos cinéticos em batelada e em coluna de extração. Nos ensaios em batelada foram testados diferentes níveis de agitação e em coluna diferentes vazões de recirculação. Também foi investigada nestes ensaios a relação massa de repolho:volume de solvente em quatro diferentes proporções: 0,15, 0,20, 0,25 e 0,30 g mL-1. A modelagem dos dados experimentais através do ajuste dos diferentes parâmetros envolvidos, permite quantificar e comparar a transferência de massa ocorrida em cada um dos processos. Os resultados apresentados ao longo deste trabalho comprovaram que a extração de corante em coluna é um processo mais dinâmico e flexível do que a operação em batelada. Entre as vantagens encontradas podemos destacar a possibilidade de controlar independentemente as condições de processo para o leito de partículas e para o solvente de recirculação, a alta relação de contato sólido líquido e o menor volume ocupado que permite melhor manuseio das matérias-primas, partículas, solventes e aditivos. Para 360 minutos de extração em coluna, foi possível atingir 95% da concentração de equilíbrio, extraindo-se 12% a mais de massa corante do que o processo em batelada no mesmo período. |
