Extração de esqualeno do destilado da desodorização do óleo de soja modificado utilizando dióxido de carbono supercrítico

Abstract

Neste trabalho, foi investigada a extração analítica de esqualeno do destilado desodorizado de óleo de soja (DDOS), com dióxido de carbono supercrítico (CO2-SC). A matriz foi inicialmente submetida a dois processos de modificação físico-químicas: cristalização a baixas temperaturas e tratamento com Na2CO3 (cristalização/Na2CO3). Foram testadas quatro temperaturas e dois tipos de solvente para a cristalização do DDOS. Verificou-se que a condição de cristalização que acarretou menor massa não cristalizável (MNC) foi a realizada em hexano seguida de acondicionamento em acetona a -40 oC. As modificações físico-química do DDOS reduziram em 41% os teores de fitoesteróis totais, removeram em 98,9% os ácidos graxos livres (AGL) e aumentaram a concentração de esqualeno em 84%. Durante a extração com CO2-SC foram mantidas constantes as seguintes variáveis: quantidade de amostra (15 mg), solvente de lavagem do coletor (n-hexano), temperatura do restritor (55 oC), temperaturas do coletor durante a extração (20 oC) e durante a reconstituição da amostra (55 oC). Para a otimização da extração com CO2-SC, inicialmente foram avaliados os efeitos de três temperaturas (40, 50 e 60 oC) e três pressões (110, 157 e 281 bar). Verificou-se que a pressão mais elevada e a menor temperatura acarretaram o maior teor de esqualeno extraído (7,12 g/100 g), provavelmente devido a mais alta densidade do fluido (0,90 g/mL). Posteriormente, foram testados dois tempos de extração estática (TEE de 0 e 5 min), dois fluxos de CO2 (1 e 1,5 mL/min) e três tempos de extração dinâmica (TED de 15, 20 e 25 min). Foi observado o maior teor de esqualeno (9,44 g/100 g), empregando-se o mais alto fluxo e os TEE e TED mais longos. Porém, os níveis de esqualeno (9,33 g/100 g) obtidos com, TEE de 5 min, TED de 15 min e fluxo de CO2-SC de 1,0 mL/min, não diferiram significativamente. Como tempos e fluxos menores são economicamente mais viáveis, os parâmetros otimizadas para a extração com CO2-SC foram: 40 oC, 281 bar, 0,90 g/mL, 5 min (TEE), 15 min (TED) e fluxo de CO2 de 1,0 mL/min. A metodologia desenvolvida neste trabalho proporcionou um aumento de 2,8 vezes nos teores de esqualeno, portanto, recomenda-se o estudo da relação custo/benefício, assim como testá-la em escala piloto, para avaliar seu uso industrial.

In this work the analytical extraction of squalene in soy oil deodorization distillate (SODD) by supercritical carbon dioxide (CO2-SC) was investigated. The matrix was previously submitted to crystallization at low temperatures and treatment with Na2CO3 (crystallization/Na2CO3). Four temperatures and two types of solvent were tested for crystallization of SODD. It was verified that the crystallization condition that yielded lower mass of non cristalizable (MNC) was storage in hexane and than in acetone, both at -40 oC. The physical-chemistry modifications of the SODD reduced in 41% the content of total phytosterols, also was removed 98,9% of free fatty acid (FFA) and the concentration of squalene increased in 84%. During the extraction with CO2-SC the following variables were kept constant: amount sample (15 mg), sample reconstitution solvent (n-hexane), temperature of the restrictor (55 oC), temperatures of the collector during the extraction (20 oC) and during the reconstitution of the sample (55 oC). For the optimization of the extraction with CO2-SC, the effect of three temperatures (40, 50 and 60 oC) and three pressures (110, 157 and 281 bar) was initially evaluated. It could be concluded that the highest pressure and the lowest temperature tested yielded the highest amount of extracted squalene (7.12 g/100 g), probably because of the highest density of the fluid (0.90 g/mL). Subsequently, two static extraction times (SET, 0 and 5 min), two CO2 flow rates (1 and 1.5 mL/min) and three dynamic extraction times (DET, 15, 20 and 25 min) were tested. The highest squalene amount (9.44 g/100 g) was obtained by using the highest flow rate and longest SET and DET. However the squalene levels (9.33 g/100 g) obtained with 5 min in SET, 15 min in DET and 1.0 mL/min CO2 flow rate did not differ significantly. Since more reduced times and flow rates are more economically viable, the optimized parameters for the extraction with CO2-SC were: 40 oC, 281 bar, 0.90 g/mL, 5 min (SET), 15 min (DET) and 1.0 mL/min CO2 flow rate. The methodology developed in this work provided a concentration of 2.8 times in the squalene content, therefore, a study on the cost/benefit ratio is recommended, as well as testing of pilot scale plant, in order to assess its industrial potential.