Avaliação econômica da obtenção de extrato de bagaço de maracujá: uma comparação entre as técnicas de extração com líquido pressurizado e líquido pressurizado assistida por ultrassom
Data
2021-07-15
Autores
Ferreira, Wilson Santos [UNIFESP]
Orientadores
Veggi, Priscilla Carvalho [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Natural products and plant extracts have been widely used in recent years and have a growing and relevant importance in the pharmaceutical, food, and cosmetics sectors, due to the bioactive properties of their compounds. The development of extraction technologies and processes are fundamental to the growth of this sector, especially the extraction with supercritical fluids (SFE), with pressurized liquid (PLE), and ultrasound-assisted extraction (US). In the process design step, the use of simulators is one of the most important steps due to the software's ability to predict the behavior of processes, providing information for the project’s economic feasibility analysis and scale-up scenarios. In this context, this work presents the economic feasibility study of two different extraction processes for obtaining a piceatannol-rich extract from yellow passion fruit bagasse, namely, process A (supercritical fluid extraction + pressurized liquid extraction – SFE+PLE) at 65 and 75 ºC and process B (SFE+PLE assisted by ultrasound – SFE+PLE-US) at 65 ºC and 440 W. The SuperPro Designer® software was employed to estimate the manufacturing cost (COM), productivity, and economic return rates, which were calculated for each overall extraction curve (5 to 300 min) and different scales (50, 200, and 500 L). Scale-up increased productivity and reduced COM, improving the economic return rates. Process A proved to be economically viable, while process B was unfeasible at a minimum acceptable rate of return (MARR) of 20%. The lowest COM and the best economic return were obtained with process A at 75 ºC, 500 L scale, and processing time of 90 min. A sensitivity study was carried out and indicated that it is possible to sell the extract at a price below the market price, representing a competitive differential to implement this process. It is noteworthy that up to now, the economic feasibility of PLE-US on a large scale had not yet been performed, so this work represents a starting point for studies of PLE-US hybridization at large scales.
Produtos naturais e extratos vegetais têm sido amplamente utilizados nos últimos anos e possuem uma importância crescente e relevante nos setores farmacêutico, alimentício e de cosméticos, devido às propriedades bioativas de seus compostos. O desenvolvimento de tecnologias e processos de extração são fundamentais para o crescimento deste setor, destacando-se a extração com fluido supercrítico (SFE), com líquido pressurizado (PLE) e a assistida por ultrassom (US). Na fase de desenvolvimento de projetos de processos, o uso de simuladores é uma importante etapa devido à capacidade dos softwares predizerem o comportamento dos processos, fornecendo informações para análises de viabilidade econômica do empreendimento e cenários de aumento de escala. Neste contexto, este trabalho apresenta o estudo de viabilidade econômica de dois diferentes processos de extração para obtenção de extratos ricos em piceatanol a partir do bagaço de maracujá-amarelo (Passiflora edulis sp.), denominados processo A (SFE + PLE) a 65 ºC e 75 ºC e processo B (SFE + PLE-US) a 65 ºC e 440 W. O software SuperPro Designer® foi empregado para estimar o custo de manufatura (COM), produtividade e taxas de retorno econômico, que foram calculadas para cada ponto da cinética de extração (5 a 300 min) em escalas diferentes (50, 200 e 500 L). O aumento de escala promoveu o aumento da produtividade e a redução do COM, melhorando as taxas de retorno econômico. O processo A mostrou-se economicamente viável, enquanto o processo B mostrou-se inviável a uma taxa de retorno mínima aceitável (TMAR) de 20%. O menor COM e o melhor retorno econômico foram obtidos com o processo A a 75 ºC na escala de 500 L e tempo de processamento de 90 minutos. Um estudo de sensibilidade foi realizado, indicando que seria possível comercializar o extrato por um preço inferior ao de mercado, representando um diferencial competitivo para a implantação desse processo. Ressalta-se que até o momento a viabilidade econômica da PLE-US em larga escala ainda não havia sido realizada, portanto este trabalho representa um ponto de partida para estudos de hibridização PLE-US em larga escala.
Produtos naturais e extratos vegetais têm sido amplamente utilizados nos últimos anos e possuem uma importância crescente e relevante nos setores farmacêutico, alimentício e de cosméticos, devido às propriedades bioativas de seus compostos. O desenvolvimento de tecnologias e processos de extração são fundamentais para o crescimento deste setor, destacando-se a extração com fluido supercrítico (SFE), com líquido pressurizado (PLE) e a assistida por ultrassom (US). Na fase de desenvolvimento de projetos de processos, o uso de simuladores é uma importante etapa devido à capacidade dos softwares predizerem o comportamento dos processos, fornecendo informações para análises de viabilidade econômica do empreendimento e cenários de aumento de escala. Neste contexto, este trabalho apresenta o estudo de viabilidade econômica de dois diferentes processos de extração para obtenção de extratos ricos em piceatanol a partir do bagaço de maracujá-amarelo (Passiflora edulis sp.), denominados processo A (SFE + PLE) a 65 ºC e 75 ºC e processo B (SFE + PLE-US) a 65 ºC e 440 W. O software SuperPro Designer® foi empregado para estimar o custo de manufatura (COM), produtividade e taxas de retorno econômico, que foram calculadas para cada ponto da cinética de extração (5 a 300 min) em escalas diferentes (50, 200 e 500 L). O aumento de escala promoveu o aumento da produtividade e a redução do COM, melhorando as taxas de retorno econômico. O processo A mostrou-se economicamente viável, enquanto o processo B mostrou-se inviável a uma taxa de retorno mínima aceitável (TMAR) de 20%. O menor COM e o melhor retorno econômico foram obtidos com o processo A a 75 ºC na escala de 500 L e tempo de processamento de 90 minutos. Um estudo de sensibilidade foi realizado, indicando que seria possível comercializar o extrato por um preço inferior ao de mercado, representando um diferencial competitivo para a implantação desse processo. Ressalta-se que até o momento a viabilidade econômica da PLE-US em larga escala ainda não havia sido realizada, portanto este trabalho representa um ponto de partida para estudos de hibridização PLE-US em larga escala.
Descrição
Citação
FERREIRA, W. S. Avaliação econômica da obtenção de extrato de bagaço de maracujá: uma comparação entre as técnicas de extração com líquido pressurizado e líquido pressurizado assistida por ultrassom. 2021, 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2021.