Effect of pelletization on SC-CO2 extraction of Rosemary antioxidant compounds
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2015
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Abstract
El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la peletización sobre el rendimiento de extracción de antioxidantes de romero con CO2 supercrítico (SC-CO2) y la capacidad antioxidante de los extractos. Los aceites esenciales fueron extraídos del substrato inicial (hojas de romero secas) con SC-CO2 a 10 MPa y 40 ºC. Con una porción del substrato resultante (substrato de control) se fabricaron pellets (Hp=4 mm, Dp=4 mm). Se llevó a cabo un diseño experimental factorial (23): Se realizaron extracciones del substrato de control y de pellets utilizando dos temperaturas de extracción (40 y 70 ºC) y dos presiones de extracción (30 y 50 MPa). En promedio, la peletización disminuyó el rendimiento de extracción de 4.28% a 1.33%, lo cual se atribuyó a las mayores barreras a la transferencia de masa interna en los pellets. Sin embargo, la productividad volumétrica (masa de extracto recuperada por unidad de tiempo y unidad de volumen de lecho empacado en el extractor) fue 34% mayor en extracciones de pellets que en extracciones del substrato de control.
La peletización afectó negativamente la capacidad antioxidante de los extractos, lo cual se asoció a la posible degradación de compuestos antioxidantes durante la peletización. Se observó una correlación lineal (R2=0.83) entre la capacidad antioxidante de los extractos y la concentración de ácido carnósico \2013el antioxidante más relevante en el romero- en los extractos. Se utilizó el modelo células rotas e intactas de Sovová para modelar una selección de curvas de extracción de pellets y de substrato de control para determinar un factor microestructural (MF= De /D12) como parámetro de ajuste. El factor microestructural fue 0.0027 para pellets y 0.0003 para el substrato de control. El modelo se utilizó para estimar la curva de extracción de pellets con el doble de superficie específica de los producidos en este trabajo, y los resultados indicaron que la disminución de tamaño de partícula de los pellets a la mitad podría aumentar en más de dos veces el rendimiento de extracción. Este trabajo propone la peletización como un pretratamiento para aumentar el rendimiento y velocidad de extracción de antioxidante de romero con SC-CO2; sin embargo, el proceso de peletización debe ser llevado a cabo bajo ciertas restricciones de temperatura y tamaño de partícula.
La peletización afectó negativamente la capacidad antioxidante de los extractos, lo cual se asoció a la posible degradación de compuestos antioxidantes durante la peletización. Se observó una correlación lineal (R2=0.83) entre la capacidad antioxidante de los extractos y la concentración de ácido carnósico \2013el antioxidante más relevante en el romero- en los extractos. Se utilizó el modelo células rotas e intactas de Sovová para modelar una selección de curvas de extracción de pellets y de substrato de control para determinar un factor microestructural (MF= De /D12) como parámetro de ajuste. El factor microestructural fue 0.0027 para pellets y 0.0003 para el substrato de control. El modelo se utilizó para estimar la curva de extracción de pellets con el doble de superficie específica de los producidos en este trabajo, y los resultados indicaron que la disminución de tamaño de partícula de los pellets a la mitad podría aumentar en más de dos veces el rendimiento de extracción. Este trabajo propone la peletización como un pretratamiento para aumentar el rendimiento y velocidad de extracción de antioxidante de romero con SC-CO2; sin embargo, el proceso de peletización debe ser llevado a cabo bajo ciertas restricciones de temperatura y tamaño de partícula.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015