Estudo comparativo entre os custos de manufaturas e as propriedades funcionais de oleos volateis obtidos por extração supercritica e destilação por arraste a vapor.

Este estudo teve por objetivo comparar o custo de manufatura (COM) de extratos vegetais e oleos volateis de plantas aromaticas, condimentares e medicinais nativas ou adaptaveis ao cultivo brasileiro obtidos por processos de extracao considerados limpos e que nao agridem o meio ambiente. Foi realizado o estudo tecnico-economico do processo de extracao com fluido supercritico (SFE) e destilacao por arraste a vapor (SD) para obtencao de extratos vegetais e oleos volateis. A metodologia de estimativa de custo de manufatura utilizada neste estudo resulta em COM classe 4 ou 5, sendo uma estimativa preliminar para a decisao de prosseguimento ou a interrupcao do projeto. As estimativas dos custos de manufatura dos extratos foram realizadas atraves das curvas globais de extracao (OEC) dos sistemas determinadas experimentalmente neste trabalho (alecrim + vapor, camomila + vapor, erva-doce + vapor, erva-baleeira + vapor, erva-baleeira + CO2, canelinha + CO2) e tambem atraves das OECs da literatura (alecrim + vapor, alecrim + CO2, erva-doce + vapor, erva-doce + CO2,, gengibre + CO2, camomila + CO2, pimenta-do-reino + vapor, pimenta-do-reino + CO2, funcho + CO2,). As curvas globais de extracao foram ajustadas a um spline contendo duas ou 3 retas: a primeira reta descreve a taxa de transferencia de massa no periodo de taxa de extracao constante (CER), a segunda reta descreve a taxa de transferencia de massa no periodo de taxa de extracao decrescente (FER) e a terceira reta descreve a taxa de transferencia de massa no periodo controlado pela difusao (DC). Para o scale-up assumiu-se que o rendimento de extracao e o tempo do processo para o equipamento em escala industrial sao linearmente correlacionados aos parâmetros da escala laboratorial quando e mantida constante a razao entre a massa de solvente e a massa de alimentacao. Os COMs para os extratos obtidos por SD e SFE foram estimados durante todo o processo de extracao para tempos pre-selecionados ao longo das OECs. Para os extratos obtidos por SFE, o COM tambem foi estimado para dois tempos de processo preselecionados: (i) o tempo de ciclo correspondente ao periodo CER e denotado por tCER e (ii) tempo de ciclo correspondente a intercepcao das retas que representam os periodos CER e DC e denotado por tCER2. O parâmetro tCER e amplamente proposto pela literatura e como uma boa aproximacao para o tempo de ciclo do processo SFE, tendo em vista que aproximadamente 70% do leito de extracao e esgotado nesta etapa. Para as OECs ajustadas a um spline linear contendo tres retas o tempo de ciclo foi selecionado como tCER2. Atraves do estudo de simulacao da etapa de separacao extrato/solvente realizado para os sistemas funcho + CO2 e canelinha + CO2 foi possivel observar que a condicao de operacao desta etapa tem grande influencia na composicao do extrato final. A pressao de operacao do tanque flash igual a 40 bar foi considerada uma boa alternativa, pois tanto a perda de CO2 na corrente de saida de extrato quanto a perda de extrato na corrente de saida de solvente foram minimas. O estudo da etapa de separacao e uma area promissora e ainda pouco explorada frente a etapa de extracao. Foi avaliado o impacto do custo fixo de investimento, custo de materia-prima, custo de utilidades, custo de mao-de-obra e custo de tratamento de residuos sobre o COM. Este estudo foi importante, pois quebrou o paradigma de que o custo fixo de investimento seria o fator de maior impacto no COM dos extratos produzidos por SFE. O custo de materia-prima predominou na composicao do COM dos extratos da grande maioria das matrizes vegetais obtidas por SFE e SD. A SFE e um processo promissor e ja existem inumeras unidades industriais operando na China, Franca, Alemanha, etc. A estimativa preliminar dos custos de manufatura dos extratos de erva-baleeira, alecrim, camomila, erva-doce e pimenta-do-reino obtidos por SFE e SD foram: US$ 914,00/kg e US$ 10.350,00/kg, US$ 214,00/kg e US$ 369,00/kg, US$ 277,00/kg e US$ 2.798,00/kg, US$ 216,00/kg e US$ 272,00/kg, US$ 198,00/kg e US$ 232,00/kg, respectivamente. Estes custos foram comparados ao preco de venda de similares produzidos no Brasil e/ou exterior. A produtividade anual para cada processo foi confrontada. Abstract