EXTRAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

IT 390 – LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I

EXTRAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO

Lucas, A. C. ¹, Nascimento, G. V. W.  ¹, Rennó, E. H. ¹, Resende, M. L. ¹, Machado Jr, H. F.²

¹ Discente DEQ/IT/UFRRJ

² Docente DEQ/IT/UFRRJ

RESUMO – O objetivo deste trabalho foi o estudo da extração sólido-líquido através da extração do óleo contido em sementes de soja, previamente moídas. Foram utilizados água como solvente, manta de aquecimento e vidrarias: balão de fundo chato, extrator Soxhlet com condensador acoplado. Pelo meio de uma razão de 1:20 entre a massa do solido e da água calculou-se o rendimento do processo. A massa de óleo extraída foi igual a 0,4 g, apresentando um rendimento do processo de extração de 33,33%. A baixa eficiência obtida no processo pode ser atribuída à utilização de água como solvente, visto que devido ao caráter orgânico do óleo presente na soja, este apresenta maior solubilidade em solventes também orgânicos

Palavras-chave: Extração, Extrator de Soxhlet, Soja.

1. INTRODUÇÃO

A soja é uma das mais importantes culturas brasileiras na atualidade correspondendo a 49% da área plantada em grãos do país, sendo o Brasil o segundo maior produtor mundial desse gênero.  (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA). A INTL FCStone estima que a produção brasileira de soja fique entre 83,28 milhões e 85,57 milhões de toneladas na temporada 2013/2014. Esse grão chegou ao país em 1882, importado dos Estados Unidos pelo professor Gustavo Dutra, sendo a cultura que mais cresceu nos últimos trinta anos. Com a substituição de óleos e gorduras animais por óleos vegetais e através de incentivos fiscais, em meados da década de 1950 a soja começou a ser cultivada em larga escala no Brasil. (EMBRAPA1).

A agroindústria, indústria química e a indústria de alimentos utilizam a soja e seus derivados em diversos produtos. Na indústria alimentícia, por exemplo, o óleo de soja tem uma utilização bastante diversificada, tais como: óleo de cozinha, tempero de saladas, produção de margarinas, gordura vegetal, maionese, entre outras. O farelo de soja é muito utilizado para a produção de rações animais por ser um alimento vegetal rico em aminoácidos essenciais, vitaminas, fatores de crescimento e componentes minerais. A vantagem do óleo de soja em relação a outros óleos deve-se ao seu baixo preço aliado à sua excelente qualidade.  (EMBRAPA2).  

Industrialmente, o processo de beneficiamento da soja, inicia-se com o esmagamento, no qual basicamente se separa o óleo bruto do farelo, utilizado largamente como ração animal. O óleo bruto passa por um processo de refino até assumir propriedades ideais ao consumo como óleo comestível (SILVA, 2006).         

Tendo em vista a importância do óleo de soja, é pertinente o estudo dos métodos de extração a partir desse grão. Dentre os processos de extração do óleo de soja em laboratório, comumente utiliza-se um extrator do tipo Soxhlet (BRUM, 2004).

O método de Soxhlet, inventado em 1879 por Franz Von Soxhlet, é mais convenientemente utilizado em extrações contínuas por meio de solvente orgânico para óleos e gorduras (SANTOS & GRAEBIN, 2010). O método, consiste no tratamento sucessivo da amostra imersa em um solvente puro, devido à sifonagem, que é seguida da condensação do solvente aquecido dentro do balão que está na base do aparelho (BRUM, 2004).

Dentre as vantagens do Soxhlet, pode-se destacar o contato constante da amostra com o solvente e a simplicidade do método, que não requer treinamento especializado (BRUM, 2004). As desvantagens mais notáveis do método de Soxhlet são o grande volume de solvente utilizado e a baixa seletividade do processo. Além disso, a falta de controle da temperatura pode resultar em decomposição térmica de compostos sensíveis a temperatura.(LUQUE DE CASTRO & GARCÍA-AYUSO, 1998). A figura 1 apresenta um esquema do extrator Soxhlet.

         [pic 1]

Figura 1 – Extrator Soxhlet (SANTOS & GRAEBIN, 2010)

  Neste experimento, promoveu-se a extração sólido/líquido de grãos de soja, previamente moídos, o óleo de soja é o componente de interesse logo o soluto do processo e solvente utilizou-se a água.  Extrator do tipo Soxhlet foi utilizado com o objetivo de calcular a eficiência e o rendimento do processo, assim como realizar o balanço de massa do mesmo.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

 2.1. MATERIAIS

• Semente de soja moída;
• Água;
• Extrator Soxhlet;
• Condensador;
• Cartucho de celulose;
• Balão de fundo redondo
• Balança analítica;
• Manta de aquecimento;
• Espátulas;
• Estufa;                                
• Becker;
• Garras;
• Suporte.

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2.2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Primeiramente, pesou-se um Becker, utilizado como suporte, o cartucho de celulose e o balão de fundo redondo, vazios e secos.  Em seguida, pesou-se aproximadamente 10g de grãos moídos de soja, utilizando o próprio cartucho de celulose como suporte.  

No balão volumétrico, foi inserido água na proporção de 1:20 para a massa se soja do cartucho, totalizando 200g da mesma.  O equipamento foi devidamente montado. O cartucho de celulose foi inserido no Extrator Soxhlet e o balão de fundo redondo acoplado.

Ligou-se a corrente de água do condensador e a manta de aquecimento e o processo de extração foi assim iniciado. A contagem do tempo se deu quando a primeira bolha de solvente apareceu. Após quatro refluxos, desligou-se a manta, parou o tempo e deu-se inicio a retirada dos equipamentos.

Foi obtida a massa do cartucho de celulose contendo a torta úmida. O balão e o cartucho foram então colocados em uma estufa, para a eliminação da água contida no sistema, possibilitando a determinação da quantidade de óleo extraída.

O sistema permaneceu na estufa por um dia, sendo depois desse tempo pesados o balão com óleo extraído e o cartucho com a torta seca.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

As tabelas 1, 2 e 3 representam, respectivamente, os dados obtidos antes da extração, após a extração e após a secagem realizada em estufa.