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Document type: Dissertação
Title: Avaliação do efeito das variáveis de processo na descafeinização da erva-mate por extração com fluido supercrítico
Other Titles: Evaluation of the effect of process variables in decaffeination of yerba mate by extraction with supercritical fluid
Author: Franceschini, Gustavo do Nascimento 
Advisor: Cassel, Eduardo
First advisor-co: Vargas, Rubem Mário Figueiró
Abstract (native): O processo de extração de cafeína da erva-mate apresenta-se como uma atividade economicamente atrativa, capaz de gerar dois produtos com alto valor de mercado, a erva-mate descafeinada, um produto diferenciado e a cafeína natural, composto com uma crescente demanda no mercado atual. A proposta deste trabalho foi avaliar o efeito das propriedades do material vegetal e das condições operacionais de processo de extração na remoção da cafeína da erva-mate. Para isto, utilizou-se a tecnologia de extração supercrítica. As propriedades do material vegetal estudadas foram granulometria, densidade e teor de umidade. Após definirem-se os parâmetros ótimos, avaliou-se o efeito do processamento da ervamate em três diferentes etapas na melhor condição: fresca, sapecada e cancheada. Quanto às condições de operação, avaliou-se a influência da porosidade e do teor de cossolvente (etanol) durante o processo de extração, com a pressão e a temperatura de operação sendo fixadas em valores ótimos para a remoção de cafeína. Ainda, verificou-se o efeito da razão massa de planta/massa de solvente utilizado. Os extratos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência. Como resultado deste estudo observou-se que o aumento do teor de umidade presente na planta favoreceu a remoção de cafeína, atingindo uma concentração final de 0,30% de cafeína (g/100g), enquanto que a utilização de etanol como cossolvente durante o processo de extração resultou em uma concentração final de 0,03% (g/100g) de cafeína. Para o processamento, a amostra sapecada apresentou os melhores resultados, tanto em relação ao rendimento de extrato obtido como em relação à remoção de cafeína. Quanto à atividade biológica do produto descafeinado, verificou-se que as infusões de erva-mate diminuem a viabilidade celular de diferentes linhagens celulares de câncer de esôfago e que este efeito é independente da concentração de cafeína na planta. Por fim, procedeu-se a modelagem matemática da curva de extração a fim de correlacionar as variáveis de processo com os dados experimentais.
Abstract (english): The caffeine extraction process of yerba mate presents itself as an economically attractive activity, capable of generating two products with high market value, decaffeinated yerba mate, a differentiated product and natural caffeine, a compound with a growing demand in the current market. The purpose of this study was to evaluate the effect of the properties of plant material and the effect of process operating conditions in the caffeine removal from mate through supercritical extraction. To this objective, supercritical carbon dioxide extraction technology was used. The studied characteristics of the plant material were particle size, density and moisture content. After the optimum parameters were defined, the effect of the processing to which yerba mate is submitted was also evaluated, in three different stages: harvesting, zapecado and cancheamento. As for the operating conditions, it was assessed the influence of the porosity and the cosolvent content (ethanol) during the extraction process, with the pressure and operating temperature were set at optimum values for the removal of caffeine. Still, the effect of the mass ratio plant / solvent weight used was also studied. The extracts were analyzed by highperformance liquid chromatography. It was observed that increasing water content present in plant favored removal of caffeine, reaching a final concentration of 0.30% of caffeine (g / 100g), while the use of ethanol as cosolvent during the extraction process yielded in a final concentration of 0.03% (g / 100g) caffeine. For the processing, the zapecada sample presented the best results overall, both in yield of extract obtained and caffeine removal. Regarding the biological activity of the decaffeinated product, it was verified that the infusions of yerba mate decreased the cell viability of different cell lines of esophageal cancer and that this effect was independent of the concentration of caffeine present in the plant. Finally, the mathematical modeling of the extraction curve was performed in order to correlate the variables of the process with the experimental data.
Keywords: Ilex Paraguariensis
Cafeína
Descafeinização
CO2 Supercrítico
Extração
Câncer Esofágico
CNPQ Knowledge Areas: ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Access type: Acesso Aberto
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7392
Issue Date: 30-Mar-2017
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais

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