Extração de óleo de torta de mamona utilizando etanol – estudos paramétrico, cinético e termodinâmico

Abstract

Neste trabalho, foi utilizado etanol na extração do óleo de torta residual de mamona. A torta foi obtida por meio de prensagem mecânica a quente de semente de mamona do genótipo AL Guarany. O estudo foi efetuado mediante planejamento fatorial, análise cinética e termodinâmica e caracterização do óleo obtido. A torta de mamona apresentou teor de óleo total de 14,78 ó, -. .100 12ó,3 - . As condições de extração que resultaram em um maior rendimento foram temperatura de 328 K, proporção entre solvente e sólidos de 9 mL.g-1, diâmetro médio de partícula de 0,446 mm, tempo de 45 min e velocidade de agitação de 100 rpm. O modelo cinético que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o modelo exponencial (R2 ≥0,987 e EMR≤1,38%). Foram identificados dois períodos distintos no processo de extração. O início do processo foi controlado predominantemente por um mecanismo de lavagem do óleo disponível na superfície das partículas sólidas. Este período se estendeu até que 50-60% do óleo presente na torta tivesse sido removido, quando o processo passou a ser dominado pelo mecanismo difusivo. A difusividade do óleo de mamona em etanol variou entre 4,52 x 10-13 e 5,60 x 10-13 m 2 .s-1 na faixa de temperaturas de 293 K a 328 K. A variação na energia livre de Gibbs .∆>°1 foi negativa, enquanto que os parâmetros termodinâmicos ∆ ° e ∆ ° apresentaram valores positivos, indicando que o processo de extração foi espontâneo, endotérmico e que a desordem no sistema solvente-óleo-sólido aumentou durante a extração. O óleo obtido apresentou em média 85,81% de ácido ricinoléico em massa, índice de acidez de 19,1 . ó , índice de saponificação de 181,2 . ó , índice de iodo de 86,4 . ó e índice de éster de 162,1 . ó . Pal

In this study, ethanol was used in the oil extraction from castor seed cake. Castor cake was obtained was a by-product of mechanical extraction of castor seeds of the AL Guarany genotype. The study was carried out by factorial design, kinetic and thermodynamic analysis and characterization of the obtained castor oil. Castor cake had a total oil content of 14.78 . .100 1 . Extraction conditions that resulted in higher oil yield were temperature of 328 K, solvent-to-solids ratio of 9 mL.g-1, average particle diameter of 0,446 mm and 100 rpm of stirring speed in 45min of extraction time. The fit of three different kinetic models to the kinetic data was tested, with a modified exponential model showing to be the best fit for the experimental data (r2 ≥ 0.987 and ARE ≤ 1.38%). Two distinct stages were identified in the extraction process. The initial step was predominantly controlled by a mechanism of washing of oil available on the surface of solid castor cake particles. This step lasted until 50-60% of the oil in the castor cake was removed, when the extraction process became controlled by diffusion of oil contained inside the solid particles. Effective diffusion coefficients of castor oil in ethanol ranged from 4.52 x 10-13 m 2 .s-1 at 293 K to 5.60 x 10-13 m 2 .s-1 at 328 K. Change in Gibbs’ free energy .∆>°1 was negative, while changes in enthalpy .∆ °1 and entropy .∆ °1 were positive, indicating that the extraction process was spontaneous, endothermic and favorable. The obtained castor oil had an average of 85.81% of ricinoleic acid in weight, acid value of 19.1 ABC. -3,

, saponification value of 181.2 ABC. -3, , iodine value of 86.4 D . -3, and ester value of 162,1 ABC. -3,

. Key