Atuação do CO2 supercrítico em
processos de separação de
mistura
Doutoranda: Letícia P. G. Felipe
Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Exatas
Programa de Pós-graduação em Química
QUIM7017 - Métodos Analíticos de Separação
2
2010- 2014 Graduação em Licenciatura em
Química
2012 Iniciação Científica voluntária
Processos Oxidativos Avançados
2014- 2016 Mestrado em Química Aplicada
Processos Oxidativos Avançados: foto-Fenton
Maio 2017- Atualmente
Microextração com fibra oca de polipropileno
para extrair os produtos de degradação do
Bisfenol-A.
Processos Oxidativos Avançados:
Fotocatálise heterogênea.
Ponto crítico e supercrítico
3
Charles Cagnierd de la Tour
Berche, B.; . et al. Revista Brasileira de Ensino de Física. V.31, 2009.
1822 Fenômeno crítico e
supercrítico
TEMPERATURA
PR
ES
SÃ
O
Ponto crítico e supercrítico
3
Charles Cagnierd de la Tour
Berche, B.; . et al. Revista Brasileira de Ensino de Física. V.31, 2009.
1822 Fenômeno crítico e
supercrítico
Fluido supercrítico
4
Propriedades intermediárias
dos líquidos e gases
Líquidos Gases
Solubilização e
Densidade
Difusão e
Viscosidade
Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis .2017.
Fluido supercrítico
5 Supercritical Fluid Extraction. v. 22. 2014.
Indo American Journal of Pharmaceutical Research.v. 12. 2015.
EXTRAÇÃO COM FLUIDO SUPERCRÍTICO
SFE
CROMATOGRAFIA DE FLUIDO SUPERCRÍTICO
SFC
6
O que é extração?
Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis .2017. 7
Extração com solvente.
Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis .2017.
Grandes quantidades de
solvente orgânico.
Tóxicos.
Inflamáveis.
Díficil reciclagem.
Contaminação do meio
ambiente.
8
Extração com CO2
9
SOLVENTES
ORGÂNICOS log Kow
HEXANO 3,90
TOLUENO 2,73
DICLOROMETANO 1,25
ACETATO DE
ETILA
0,73
ACETONA -0,24
ETANOL -0,31
METANOL -0,77
Au
me
nto
da
po
larid
ad
e
Extração de
compostos apolares V
Modificadores
ou co-solventes
Extração de
compostos polares
. Supercritical Fluid Extraction v. 22 .2014; Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis 2017
.
Extração com CO2
9
SOLVENTES
ORGÂNICOS log Kow
HEXANO 3,90
TOLUENO 2,73
DICLOROMETANO 1,25
ACETATO DE
ETILA
0,73
ACETONA -0,24
ETANOL -0,31
METANOL -0,77
Au
me
nto
da
po
larid
ad
e
Extração de
compostos apolares V
Modificadores
ou co-solventes
Extração de
compostos polares
. Supercritical Fluid Extraction v. 22 .2014; Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis 2017
.
Não é tóxico.
Não é Inflamável.
Reciclado.
Condições supercríticas.
Vantagens ao meio
ambiente.
10
Alemão Ludwig Roselius 1903
Solvente benzeno
Outros solventes estudados
Descafeinação do café
Acetato de etila ou
Diclorometano
Legislação brasileira:
Teor máximo de 0,1% de cafeína
nos grãos. ABIC. Associação Brasileira da Indústria do café (2019).
Adaptado de Pereira e colaboradores (2017)
Custo operacional
baixo
Solventes tóxicos
Não é uma extração
seletiva
Resíduos no café
Extração com CO2 supercrítico
10
1970 Alemão Zosel
R.C.Richter;C.Pirola.Microwave Green Extraction-Modernizing trace organic analysis .2017
Indo American Journal of Pharmaceutical Research..V. 12. 2015.
CO-SOLVENTE
Adaptado de Cunha e colaboradores (2017)
Molécula da Cafeína
Café descafeinado Brasil- 1,2%
Cromatografia
11
AMOSTRA
Cromatografia em coluna
FASE ESTACIONÁRIA
COLUNA
FASE MÓVEL
GÁS
LÍQUIDO
FLUIDO
SUPERCRÍTICO
12
DETECTOR
Fundamentos da cromatografia.Unicamp.2006
13
Cromatografia
gasosa
GC
Cromatografia
líquida de alta
eficiência
HPLC
Cromatografia
de fluido
supercrítico
SFC
Início 1952 1970 1980
Amostra
Termicamente
estáveis e
voláteis
Amostra
solúvel na fase
móvel
Amostra solúvel
na fase móvel
Fase Móvel
Gás inerte
He e N2
Água, solução
tampão ou
solventes
orgânicos
Fluido
supercrítico
CO2
Fase
Estacionária
Coluna capilar;
filme fino de
sílica.
Coluna
empacotada;
partículas de
sílica
Coluna
empacotada;
partículas de
sílica
Fundamentos da cromatografia.Unicamp.2006
13
Cromatografia
gasosa
GC
Cromatografia
líquida de alta
eficiência
HPLC
Cromatografia
de fluido
supercrítico
SFC
Início 1952 1970 1980
Amostra
Termicamente
estáveis e
voláteis
Amostra
solúvel na fase
móvel
Amostra solúvel
na fase móvel
Fase Móvel
Gás inerte
He e N2
Água, solução
tampão ou
solventes
orgânicos
Fluido
supercrítico
CO2
Fase
Estacionária
Coluna capilar;
filme fino de
sílica.
Coluna
empacotada;
partículas de
sílica
Coluna
empacotada;
partículas de
sílica
Fundamentos da cromatografia.Unicamp.2006
Cromatografia de fluido supercrítico
14
1981- SFC - sistema semelhante ao GC
Cromatografia de fluido
supercrítico (SFC)
1982- SFC Modificaram sistema de
HPLC
15
Cromatografia de Fluido Supercrítico
LIMA.P. K.Dissertação de mestrado. UNICAMP. 2017
Capacidade de solvatação mais
elevada que os solventes orgânico.
Análises 5X mais rápidas.
Off-line e Online
16
SFE-R$ 120 mil
www. Alibaba.com ; www.shimadzu.eu; https://www.waters.com
SFE SFE
SFC
SFE-SFC-MS
SFC- R$ 185 mil
HPLC- R$ 175 mil
17
Exemplo- SFE
17
Exemplo- SFE
Ácidos graxos saturados
ômega-3
$q
Tipo de peixe
Laranja
Merluza
Salmão
Fígado de lula gigante
Journal of Food Engineering.v. 2012 18
Exemplo- SFE
Exemplo- SFE
Triturar 100 g de peixe
1
2
10 minutos
15 Minutos
95ºC
3 PROTEASE
120 Minutos
56ºC
10 minutos
4 Retirar toda a água.
30 Kg CO2
3h/ 40ºC
SFE
19
Journal of Food Engineering.v. 2012 20
Exemplo- SFE
SFE Laranja, salmão, fígado de lula e merluza
Centrifugação
Cozinhando Laranja e salmão
Enzima
Journal of Food Engineering.v. 2012 21
Exemplo- SFE
22
Elevada solubilidade em
comparação aos solventes
orgânicos
Evita a degradação da amostra
por temperatura.
O solvente supercrítico é
recuperado no processo de
extração.
Não contamina amostra.
Amigável ao meio ambiente.
Separação de compostos
apolares.
Utilização de modificadores
orgânicos.
Equipamentos caros
SFE.
Pesquisa no Brasil- SFE
http://latesc.ufsc.br/ 23
Prof. Dr. Haiko Hense
Pesquisa no Brasil- SFC
http://www.labfarqui.com.br/ 24
Prof. Dra. Márcia Cristina Breitkreitz
Próximo seminário
05/nov
25
26