Extração de óleo de amendoim Completo

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FACULDADE DE SÃO BERNARDO DO CAMPO - FASB
Curso: Engenharia Química
LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA
RELATÓRIO Nº: 04
EXTRAÇÃO EM SOXHLET
Prof. Dr. Hugo Melendez
Data da experiência: 18/03/2017
Data da entrega do relatório: 01/04/2017
Grupo: 13
Nome do aluno R.A. Assinatura
Ana Paula Farias Silva 032013
Fernanda de S. Régis 032556
Lucas A. C. Fernandes 032587
Odaias Serafim da Silva 031904
Thais da Silva Santana 032474
1. OBJETIVOS
Observar o funcionamento do extrator soxhlet.
Extrair o óleo por meio de arraste de vapor, utilizando como solvente o n-hexano.
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA
Extração tem a finalidade de isolar determinados compostos orgânicos de soluções ou
suspensões aquosas onde se encontram. A extração pode ser simples ou múltipla, continua
ou descontinua. Se uma solução é mais solúvel em água ou em solvente orgânico
emprega-se uma extração continua, se for mais solúvel em solvente orgânico do que em
água utiliza-se uma extração descontinua.
● Extração com solvente.
Essa técnica trata da separação de duas fases liquidas imiscíveis onde se encontra o
analito. A seletividade da separação e suas eficiências são controladas pela escolha das
fases. (VOGEL, 2008, pg 117)
O extrator do tipo Soxhlet, conforme mostrado na figura I, foi inventado em 1879 por
Franz Von Soxhlet, foi criado para extração de lipídios e qualquer compostos de material
sólido. Onde o composto é extraído pelo contando do condensado do vapor do solvente no
extrator repedidas vezes que retorna ao balão pelo efeito sifão.
Figura I Esquema de extração pelo método Soxhlet
O efeito sifão está ligado à lei da conservação de energia, em uma secção isolada a
quantidade total de energia permanece constante, e a lei da continuidade onde à carga no
inicio da secção e igual à carga no final. (FELDER,2011,pg 292)
Conhecendo a equação de Bernoulli onde relaciona carga manométrica , carga cinética𝑃𝑦
e carga potencial (Z). Podemos dizer que o efeito sifão acontece pela diferença na𝑀(𝑉
2)
2
carga de pressão onde a pressão no inicio da secção e maior do que no final fazendo assim
que o fluido se desloque. (BRUNNETI, 2008, pg 22 e 90).
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Com o auxílio de uma balança pesou-se 20 gramas de amendoim triturado em uma cápsula de
papel de filtro; dobrou-se a cápsula de papel de filtro na parte superior para evitar perda de
amendoim durante a extração.
Transferiu-se à cápsula para o aparelho Soxhlet.
Transferiu-se 150 mL de solvente (n-Hexano) para um balão de boca esmerilhada e
adicionaram-se algumas pérolas de vidro para evitar o borbulhamento turbulento.
Montou-se o sistema usando uma garra entre o Extrator Soxhlet e o condensador.
Preencheu-se o condensador com água, sendo o fluxo da parte inferior para a parte superior, a
água que percorreu o sistema de condensação provem de um banho contendo gelo e uma
bomba de água submersa.
Ligou-se à manta de aquecimento.
Após o processo de refluxo completar 1 hora, foram coletados todos os tempos e as
quantidades de ciclos de cada etapa. Desligou-se a manta, deixando o condensador
funcionando até a total condensação de todos os vapores de n-Hexano.
Separou-se o Soxhlet do balão e o solvente residual do Soxhlet foi adicionado ao balão e com
uma rolha fechou-se a boca do balão.
Identificou-se e reservou-se o cartucho com o amendoim e a mistura do balão que
posteriormente será destilada, para assim separar o óleo do amendoim e recuperar o
n-Hexano.
4. DADOS COLETADOS
Dados da Extração
Ciclo Tempo (minutos) Potência (%)
1 9 50%
2 9 50%
3 3 100%
4 3 100%
5 3 75%
6 3 75%
Tabela 1 Quantidade, tempo e potencia em cada ciclo no Extrator Soxhlet
Massa Inicial
do Amendoim
triturado (g)
Massa Final do
Amendoim
triturado (g)
Massa Inicial
de n-Hexano
(g)
Massa Final de
n-Hexano (g)
20,03 13,5495 98,25 98,89
Tabela 2 Massas Iniciais e Finais de Amendoim e n-Hexano
5. CÁLCULOS, RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1. CÁLCULOS
5.2. RESULTADOS E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
Massa (gramas) (%)
Rendimento 6,48 77,03
A massa de óleo obtida na extração foi calculada a partir da diferença da massa de amendoim
no início e no final da extração. Assim, tem-se o valor de 6,48g.
Na teoria, o amendoim é constituído de 42% de óleo e, neste experimento, obtivemos um
valor correspondente a 32,35% da amostra.
Pode-se considerar que o tempo é um fator determinante para o rendimento. Quanto maior o
tempo de processo maior será seu rendimento.
Neste caso, o tempo do processo foi de aproximadamente 1 hora. Como o tempo era limitado
e o objetivo não era obter a maior quantidade possível, o rendimento foi menor que o
esperado.
6. CONCLUSÕES
O extrator Soxhlet foi utilizado neste experimento, pois é apropriado em casos de extração de
lipídios de materiais sólidos. Como desejava-se retirar o óleo do amendoim, este método nos
deu um resultado positivo pois o óleo foi facilmente obtido sem muito esforço, visto que,
nesta operação, não é necessária a monitoração constante.
Outros pontos positivos observados neste método é que não há a necessidade de uma grande
quantidade de solvente, pois usa-se apenas uma pequena porção de solvente que passa várias
vezes pela amostra, obtendo assim, um solvente muito mais concentrado.
O rendimento do processo está relacionado ao tempo de operação deste método. Como
tivemos um tempo limitado, não foi possível retirar todo o óleo do amendoim obtendo apenas
77,03% de rendimento.
7. REFERÊNCIAS
ÁCIDOS GRAXOS. [S.I.: S.n.]. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/bioquimica/acidos-graxos/> Acesso em 30 de março de 2017.
ALLINGER, N. L.; CAVA, M. P.; JONGH, D. C.; JOHNSON, C. R.; LEBEL, N. A.;
STEVENS, C. L. Química Orgânica, 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A, 1976, p
23, 24, 25, 26 – 32, 33, 34, 35, 36.
BINDGALVÃO. Oleaginosas testadas. Disponível em:
<http://www.bindgalvao.com.br/prensa-extrusora/oleaginosas-testadas.html>. Acesso em: 29
de março de 2017.
BRUNETTI, F., Mecânica dos fluidos, 2ª Ed., São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. Pagina
22 e 90.
FELDER, Richard M., Princípios elementares dos processos químicos, 3ª Ed., Rio de janeiro:
LTC, 2011.Pagina 292.
FRANCISCO, M D.S de: CARDOSO. J. D: VALENTE. I. A: TEXEIRA. A. R. N.
“Extracção de compostos bioactivos nas plantas silvestres portuguesas” e ”Caracterização
nutricional das plantas silvestres portuguesas. UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA,
Unidade de Biotecnologia Ambiental – Faculdade de Ciências e Tecnologia, Monte de
Caparica – PORTUGAL (UNL/FCT).
SOLVENTES. [S.I.: S.n.]. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/solventes/> Acesso em 31 de março de
2017.
TEMA 04 - CLASSIFICANDO FLUIDOS E ESCOAMENTOS. EXPERIMENTOS - COPO
DE PITÁGORAS: EFEITO SIFÃO. [S.I.: S.n.]. Disponível em
<https://www.youtube.com/watch?v=FLQQK2C-coc>
VOGEL, A., Analise Química Quantitativa, 6ª Ed., Rio de Janeiro: LTC, 2008. Pagina 117.
8. QUESTIONÁRIO
8.1.O que é um ácido graxo? Qual é a estrutura característica? Ilustre graficamente.
Ácido Graxo é um ácido carboxílico de cadeia alifática. São considerados componentes
orgânicos, ou em outras palavras, eles contêm carbono e hidrogênio em suas moléculas.
Estes ácidos são produzidos quando as gorduras são quebradas, são pouco solúveis em água
(quanto maior a cadeia carbônica, menor a solubilidade), e podem ser usados como energia
pelas células.
Os ácidos graxos são encontrados em óleos vegetais e gorduras animais, e são considerados
“gorduras boas”, por isso devem estar inclusos na dieta alimentar, uma vez que o corpo
precisa deles para diversos fins.
Um exemplo é o ácido oleico:
8.2. Além do solvente hexano, sugira outro solvente que pode ser utilizado na extração do
óleo de amendoim? Justifique a sua resposta discutindo a polaridade das substâncias
envolvidas. Ilustre graficamente.
Devido à conformação tetraédrica entre os elementos de C e H na molécula de n-Hexano isso
compete ao composto a característica de ser apolar.O Ciclohexano, apesar de ser um
composto cíclico, também tem a conformação tetraédrica formando um ângulo de 109º, com
uma estrutura geométrica em forma de cadeira, isso compete a esse composto a característica
de ser apolar. Além dos ângulos formados entre os carbonos e hidrogênios outro fator leva um
solvente a ser apolar, a baixa ocorrência ou ausência de regiões eletricamente densas, sendo
que, este fator leva a um baixo momento dipolar e uma baixa constante dielétrica.
Ciclohexano
Com isso, o ciclohexano pode substituir o n-Hexano na extração de óleos, por exemplo, pois
são compostos semelhantes em polaridade.
n-Hexano
8.3. Empregando os seus conhecimentos básicos de desenho técnico, ilustre o equipamento e
o caminho dos fluidos durante o processo de extração em aparelho Soxhlet.
8.4. Comunicação e expressão: Relate em forma detalhada o funcionamento do Extrator
Soxhlet destacando o percurso dos fluidos (vapores e líquidos). Para isso empregue o
gráfico da Questão 3.
8.5. Empregando os seus conhecimentos básicos de mecânica dos fluidos, explique o
funcionamento do efeito sifão presente no funcionamento do Soxhlet considerando a
equação da conservação da energia.
Link da figura 1:
http://www.cienciatube.com/2013/08/efeito-sifao.html
À medida que se enche o vaso em 1, o líquido na tubulação também aumenta (Princípio dos
vasos comunicantes). Quando o nível da água ultrapassa a curva do nível da tubulação no
vaso 1, o líquido começa a cair no vaso 2.
Com a água caindo no vaso 2, a pressão em 2 é menor que a pressão em 1 (P2<P1) e desta
forma a pressão atmosférica no vaso 1 empurra o líquido do vaso 1 que sobe através da
tubulação.
Conservação da Energia: Equação de Bernoulli
Tipos de Energia:
● Potencial: 𝑚. 𝑔. ℎ = 𝑧
● Cinética: 12 𝑚 𝑣
2 = 𝑣
2
2𝑔
● Pressão: − 𝑃. 𝑑𝑣 = 𝑃γ
Rearranjando essas equações e considerando que 1=2, temos:
(I)𝑧
1
+ 
𝑣
1
2
2𝑔 + 
𝑃
1
γ = 𝑧2 + 
𝑣
2
2
2𝑔 + 
𝑃
2
γ
A equação I é válida para:
● Regime Permanente
● Quando não há máquina (bomba ou turbina)
● Para fluido ideal: sem perdas de energia por atrito
● Incompressível.
8.6. Registre de forma organizada o peso inicial da amostra, o peso da amostra após a
extração, o peso do solvente antes e após a extração. Estes valores precisarão ser
utilizados na próxima aula experimental. Fazer a Tabela com os valores obtidos
A tabela encontra no item 4 Dados coletados, nomeada como Tabela 2.