Tipos de extração por solvente

Tipos de Extração por Solvente

Extração por solvente refere-se a um processo de separação no qual uma substância solúvel em uma mistura é isolada usando um solvente (pode ou não ser um líquido) através de solubilidade seletiva. Quando usado no contexto industrial, refere-se à técnica de separação e extração de componentes valiosos de matérias-primas utilizando vários tipos de solventes. É um método importante para a extração de compostos desejados da matéria vegetal, como os óleos.

Existem vários métodos de extração por meio de solventes:

• Extração com Fluido Supercrítico: Um fluido supercrítico é uma substância acima de sua temperatura e pressão críticas. No caso da extração com fluido supercrítico, o dióxido de carbono é comumente usado. Este é um método ecológico e não destrutivo para os compostos extraídos.
• Extração Líquido-Líquido: Este método consiste em separar compostos ou misturas dissolvendo-os em dois líquidos imiscíveis. O objetivo é separar o componente desejado da mistura usando um solvente seletivo.
• Extração Sólido-Líquido: Neste método, compostos sólidos solúveis são separados por meio de um solvente líquido; por exemplo, separando sais solúveis da água do mar bruta por meio do processo de evaporação.

De acordo com um relatório publicado pela Fortune Business Insights em 2022, o tamanho do mercado global de extração industrial foi avaliado em USD 11,35 bilhões em 2021 e está projetado para crescer de USD 11,88 bilhões em 2022 para USD 17,13 bilhões até 2029, a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 11,1% durante o período de previsão.

Tipos e manutenção da extração por solvente

Diferentes tipos de métodos de extração por solvente são usados para produzir óleos essenciais, principalmente de plantas que têm alta capacidade de produção de óleo. A tabela abaixo resume alguns tipos de extrações por solvente.

• Extração com Éter de Petróleo

  Produto: Café, Chá e Cafeína

  A cafeína e o café e chá descafeinados contêm um composto chamado cafeína. A extração por solvente é usada para remover a cafeína dos produtos. Infusões de chá e café são pulverizadas em um adsorvente de solvente-areia em um extrator de coluna. Quando a solução passa pela coluna, a cafeína é extraída pelo solvente. O processo é repetido várias vezes, de modo que apenas um pequeno traço de cafeína permanece na bebida.

• Extração com Hexano

  Produto: Óleos Comestíveis e Sementes Oleaginosas

  Gorduras animais e óleos vegetais são produtos deliciosos de óleo. As gorduras contêm grandes quantidades de triglicerídeos extraídos por hexano. O hexano é uma cadeia de hidrocarboneto-alcano composta por seis átomos de carbono. O hexano quente é misturado com sementes oleaginosas para extrair o óleo comestível. O método é simples, barato e amplamente utilizado.

  Aviso: O hexano é extremamente inflamável.

• Extração com CO2 Supercrítico

  Produto: Vários, incluindo Baunilha e Óleos de Lúpulo

  Um método de extrair óleo essencial de material vegetal é usar dióxido de carbono em estado supercrítico. O processo envolve diminuir a temperatura e aumentar a pressão até que o dióxido de carbono adote características semelhantes a um gás e a um líquido. O solvente entrará no material vegetal como um gás. Quando aquecido e despressurizado, comportar-se-á como um líquido e carregará os compostos valiosos dissolvidos consigo. A faixa de temperatura é de 31,1 °C (87,9 °F) a 31,6 °C (88,9 °F), e a faixa de pressão está entre 73,8 atm e 75,0 atm. Quando a pressão cai, o CO2 se expande como um gás e o óleo essencial permanece na câmara de extração.

  A extração com CO2 supercrítico é seletiva, eficiente e não tóxica, portanto, é popular em produtos de alto valor, como baunilha, açafrão, noz-moscada e feromônios animais como o almíscar.

Manutenção

Para uso prolongado e sem problemas, todos os tipos de equipamentos de extração, incluindo o extrator de óleo essencial, devem ser mantidos regularmente. Primeiro, os operadores devem conhecer cuidadosamente os equipamentos de extração. Entenda os pontos que exigem atenção durante a instalação e o uso para evitar apenas a limpeza simples, mas reparos e substituições frequentes.

Antes de manter o equipamento de extração, sua energia deve ser desligada e o solvente de extração deve ser removido.

Tanto o exterior quanto o interior do extrator podem ser facilmente acessados e limpos completamente usando agentes de limpeza químicos. As partes danificadas desses extratores são geralmente as que entram em contato com os itens de extração, portas de válvulas, elementos de vedação, elementos filtrantes e tubulações de importação e exportação. Uma inspeção mais completa do equipamento pode ser feita e quaisquer peças anormais ou soltas podem ser reparadas, como aquelas encontradas em peças filtrantes pelo sistema de aquecimento, tubulações de encanamento com uma escova de esfregar e de cano. O duto deve ser desentupido e adesivos solúveis em água podem ser usados para remover o adesivo.

Partes do extrator, como a caixa de operação e o manômetro, devem ser inspecionadas regularmente de acordo com as instruções do fabricante sobre a substituição de componentes chave e lubrificação. A frequência de inspeção depende de quão frequentemente o dispositivo é usado. Os componentes chave incluem o rolamento de transmissão de energia, a corrente e as peças de lubrificação da bomba de vácuo do motor DC do extrator. Um lubrificante deve ser aplicado a eles para prolongar sua vida útil.

Aplicações de diferentes tipos de extração por solvente

Os equipamentos industriais de extração por solvente são úteis para várias indústrias, incluindo a indústria farmacêutica, de alimentos e bebidas, agrícola, cosmética e de biocombustíveis.

• Indústria Farmacêutica: O campo médico se beneficia imensamente dos processos de extração por solvente. Eles realizam a extração por solvente para extratos vegetais para obter fit químicos, ingredientes ativos, óleos essenciais e antibióticos. Usando os tipos corretos de extração por solvente, os produtores podem criar compostos de alta pureza que servirão como agentes terapêuticos ou para formulação em produtos farmacêuticos.
• Indústria Alimentícia: A indústria alimentícia explora a extração por solvente para recuperar componentes valiosos de alimentos. Exemplos são a cafeína do café, a vanilina da baunilha e a teobromina do cacau. Com a ajuda do solvente de extração certo, a indústria alimentícia também pode obter compostos de sabor, conservantes e aditivos que serão usados no processamento e conservação de alimentos.
• Indústria Cosmética: A indústria da beleza aproveita ao máximo o processo de extração por solvente para obter óleos naturais e fragrâncias de fontes botânicas. Plantas como jojoba, oliva e amêndoa, entre outras, contêm extratos orgânicos que servem como hidratantes, antioxidantes ou protetores UV. A extração por solvente também auxilia na recuperação de óleos essenciais com propriedades aromáticas e terapêuticas de ervas e plantas, como lavanda, melaleuca e cítricos. Esses óleos essenciais são usados em perfumes, velas perfumadas e aromatizantes de ambiente.
• Indústria Agrícola: A indústria agrícola recorre a técnicas de extração por solvente para recuperar pesticidas, herbicidas e inseticidas de extratos vegetais. Eles optam por pesticidas à base de plantas para combater a infestação de pragas e garantir a estabilidade das palavras. Além disso, a indústria agrícola emprega extração por solvente para extrair compostos bioativos de fontes naturais, como nematóides e fungos. Esses compostos bioativos são usados para a saúde do solo, crescimento de culturas e proteção de plantas.
• Indústria de Biocombustíveis: Na indústria de biocombustíveis, a extração por solvente é um meio de obter lipídios e ácidos graxos da biomassa de algas e resíduos orgânicos. Os lipídios e ácidos graxos extraídos serão submetidos a processamento e refino adicionais para produzir biodiesel. A extração por solvente também facilita a extração de açúcares lignocelulósicos de resíduos agrícolas e microrganismos. Esses açúcares sofrem fermentação para produzir etanol ou outros biocombustíveis.

Como escolher tipos de extração por solvente

• Escalabilidade e capacidade:

  É fundamental analisar a escalabilidade e a capacidade do extrator. Verifique se ele pode lidar com o volume desejado de matérias-primas e produtos extraídos à medida que as necessidades do negócio crescem. Extratores que permitem uma escalabilidade simples, como sistemas modulares ou tamanhos de lote ajustáveis, serão mais adequados para o crescimento futuro.

• Automação e controle:

  Considere o nível de automação e controle fornecido pelo extrator. Recursos automatizados, como controles digitais, monitoramento em tempo real e ciclos de extração automatizados, podem otimizar as operações e melhorar a eficiência. Esses recursos também facilitam a qualidade consistente do produto, o que é crucial para atender às expectativas dos clientes e aos padrões regulatórios.

• Segurança e conformidade:

  Certifique-se de que o extrator esteja em conformidade com os padrões de segurança e regulamentação relevantes. Verifique os recursos de segurança, como projetos à prova de explosão, ventilação adequada e equipamentos para manuseio e armazenamento de solventes. A conformidade com os regulamentos da indústria ajuda a mitigar riscos e garante que a operação do extrator esteja alinhada com os requisitos legais.

• Tempo de extração:

  Diferentes extratores têm tempos de extração variados. Considere a importância de uma extração eficiente e prazos de entrega rápidos. Alguns extratores podem oferecer processos de extração mais rápidos sem comprometer a qualidade do produto, permitindo maior produtividade.

• Manutenção e suporte:

  Avalie os requisitos de manutenção do extrator e o suporte do fornecedor. O uso comercial prolongado pode exigir manutenção regular. Escolha um fornecedor que ofereça suporte ao cliente confiável, assistência técnica e peças sobressalentes prontamente disponíveis.

Tipos de extração por solvente FAQ

Q1: Quais são as duas principais etapas do processo de extração por solvente?

A1: As duas principais etapas do processo de extração por solvente são a etapa de lixiviação e a etapa de separação. Durante a etapa de lixiviação, o solvente é misturado com o material para dissolver o composto-alvo. Então, na etapa de separação, o solvente contendo o composto dissolvido é separado do material.

Q2: Quais são os princípios básicos da extração por solvente?

A2: Os princípios básicos da extração por solvente incluem a lei de distribuição, a extração, a reextração e a transferência de massa. A lei de distribuição refere-se à distribuição de um soluto entre dois líquidos imiscíveis. A extração refere-se ao processo que separa o soluto do solvente. A reextração é a reextração de um soluto após uma extração anterior, e a transferência de massa refere-se à transferência de soluto e solvente entre dois líquidos.

Q3: Qual é a diferença entre extração em batelada e extração contínua?

A3: Na extração em batelada, as duas fases imiscíveis são misturadas algumas vezes, enquanto na extração contínua, as fases são continuamente contatadas em contracorrente.

Q4: Em quais áreas a extração por solvente é amplamente utilizada?

A4: A extração por solvente é amplamente utilizada na hidrometalurgia, na indústria de petróleo, na indústria alimentícia e na indústria farmacêutica. Na hidrometalurgia, é usado para a extração de cobre. Na indústria de petróleo, é usado para a extração de óleos comestíveis. A indústria alimentícia usa técnicas de extração por solvente para separar sabores.