A Química Experimental Geral

Introdução:

Conceitos fundamentais da técnica de arraste de vapor e óleos essenciais

O conceito de óleos essenciais envolve compostos orgânicos voláteis de produtos naturais voláteis (a volatilidade será explorada num momento mais oportuno). Geralmente, os óleos essenciais são encontrados em pequenas vesículas de folhas, pétalas e cascas. Devido à sua volatilidade, ele escapa pelos poros dessas vesículas e perfuma o ambiente.

Os métodos mais comuns de extração desses óleos são a prensagem, a destilação por arraste de vapor e a extração por solventes. O enfoque deste relatório é na destilação por arraste de vapor.

O arraste de vapor é uma técnica para isolamento e purificação de substâncias. Ele se aplica a líquidos imiscíveis à água ou que tenham miscibilidade pequena. Majoritariamente, os óleos essenciais são imiscíveis à água e a destilação por arraste de vapor consiste em volatilizar o óleo com uma corrente de vapor d’água.

Na extração dos óleos essenciais, uma temperatura elevada de vapor auxilia na ruptura das vesículas apresentadas anteriormente, liberando uma massa de óleo. O vapor d’água é responsável por arrastar o óleo extraído. A lei de Dalton das pressões parciais apresenta a pressão de vapor total (p):

P = pvágua + pvóleo

A temperatura em que a mistura de água e óleo ebulirá é a que a pressão de vapor total se iguala à pressão atmosférica. Devido à volatilidade dos óleos essenciais, a pressão de vapor da mistura será a uma temperatura inferior à do ponto de ebulição da água, o que é muito vantajoso, frente ao fato de óleos essenciais serem muito sensíveis ao calor, decompondo-se a temperaturas superiores.

É importante ressaltar que, a pressão de vapor é uma pressão exercida pelo vapor em equilíbrio com o líquido numa temperatura específica. A magnitude dessa pressão é função somente das forças de interação entre as moléculas que a compõe. Numa interação com forças fracas, as moléculas escapam para fase de vapor com facilidade, isto é, uma grande quantidade de moléculas vai para fase de vapor. Isso significa a pressão de vapor do líquido é elevada. Já numa interação fortes forças, o número de moléculas na fase de vapor é pequeno, porque é mais difícil de elas escaparem; sendo assim, a pressão de vapor do líquido é baixa.

Foi relatado que a pressão de vapor de um líquido aumenta com a temperatura. Isso é explicado pela razão que, à medida que a temperatura aumenta, as interações entre as moléculas são menos efetivas e isso facilita a evaporação. Ao se igualarem a pressão de vapor e a pressão atmosférica, o líquido entra em ebulição. Ao ebulir sob uma pressão externa de 1 atm, a temperatura é referida como ponto normal de ebulição.

Em suma, a extração por arraste de vapor consiste em passar uma corrente de vapor d’água através da casca de laranja (o material que contém o óleo essencial) e condensar a mistura de água + óleo. É uma destilação.

Importância da técnica de arraste de vapor na indústria

As vantagens dessa técnica para fins industriais são muitas: além de ser simples e econômica, a extração por arraste de vapor permite processar grandes quantidades de material orgânico de uma só vez.

Na indústria, o método é usado para decapagem a vapor, uma limpeza química, em refinarias de petróleo e para separar compostos orgânicos comercialmente úteis, como os ácidos graxos. A destilação por arraste de vapor também serve para remoção dos contaminantes da água, de forma a torná-la essencialmente inerte. A conhecida água destilada (muito utilizada em laboratório) não contém minerais, o que a deixa ótima para extração de óleos essenciais, por exemplo, e demais experimentos científicos.

As indústrias se utilizam do fato de a destilação por arraste de vapor reduzir o ponto de ebulição de materiais sensíveis à temperatura, o que impede a decomposição de compostos.

Importância e aplicações do óleo essencial da casca de laranja

Atualmente, uma grande exigência dos consumidores é a retirada de aditivos químicos nos mais variados produtos. Uma grande busca por alimentos mais saudáveis despertou o interesse das indústrias para o uso de agentes antimicrobianos naturais, que prolonguem o tempo de consumo do alimento e combatam patógenos. De uma forma geral, os óleos essenciais protegem a planta de contra ataque de predadores na natureza e atraem polinizadores para dispersão de pólens e sementes.

Nesse sentido, os óleos essenciais agem como antioxidantes, antimicrobianos, antifúngicos, entre outras aplicações, como no ramo farmacêutico, pelo seu efeito anti-inflamatório e antibacteriano. Óleos essenciais de citros também são conservantes naturais com aroma agradável. Eles agem no controle de crescimento de fungos responsáveis pela deterioração de produtos de panificação.

Com relação ao óleo essencial da casca de laranja, seus dois componentes majoritários, segundo Ramme, Oselame, Peixe e Saibro (2020), D-Limoneno e beta-Mirceno, reforçam o papel importante do óleo como ingrediente bioativo. O intuito do estudo citado no trabalho era utilizar o óleo da casca de laranja como substituto dos conservantes, aromatizantes e saborizantes artificiais na formulação de uma gelatina, melhorando suas propriedades nutricionais por conta do poder antioxidantes do óleo. A dissertação continua, explicando que o óleo extraído da casca de laranja foi capaz de inibir o crescimento microbiano e de bactérias patogênicas, evidenciando uma grande e importante utilidade do óleo de laranja para fins alimentícios e farmacêuticos, utilidade essa essencial para atuais preferências por alimentos mais saudáveis e seguros.

Ademais, o óleo essencial de laranja tem seu papel na indústria de cosméticos, como em fragrâncias e perfumes, realçando as notas cítricas em muitas composições. Contudo, seu uso mais conhecido no momento é dentro da aromaterapia. Mais uma vez, limoneno e mirceno são responsáveis pelos potenciais ansiolítico e depressor do óleo, promovendo tranquilidade e calma ao consumidor que utilizá-lo.

Fluxograma do procedimento experimental

Inicialmente, descascaram-se 3 laranjas e picaram-se suas cascas em pedaços bem pequenos. Na sala de balança, posicionou-se um béquer de 600 mL, tarou-se a balança,