TCC DIEGO 2ª

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UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO 
 
 
 
 
 
DIEGO CHIQUETTI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL COM DIÓXIDO 
DE CARBONO SUPERCRÍTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BAURU 
2016 
 
 
 
 
DIEGO CHIQUETTI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL COM DIÓXIDO 
DE CARBONO SUPERCRÍTICO 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao 
Centro de Ciências Exatas e Sociais Aplicadas 
da Universidade do Sagrado Coração como 
parte dos requisitos para obtenção do título de 
bacharel em Engenharia Química, sob 
orientação do Prof. Dr. Edilsom Moura Pinto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BAURU 
2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Chiquetti, Diego 
C5414e 
Extração de óleo essencial com dióxido de carbono 
supercrítico / Diego Chiquetti. -- 2016. 
52f. : il. 
 
Orientador: Prof. Dr. Edilson Moura Pinto. 
 
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em 
Engenharia Química) - Universidade do Sagrado Coração - Bauru - 
SP 
 
1. Óleos essenciais. 2. Processo de extração. 3. Fluído 
supercrítico. 4. Dióxido de carbono supercrítico. 5. Equações 
cúbicas de estado. I. Pinto, Edilson Moura. II. Título. 
 
 
 
 
DIEGO CHIQUETTI 
 
EXTRAÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL COM DIÓXIDO DE CARBONO 
SUPERCRÍTICO 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao 
Centro de Ciências Exatas e Sociais Aplicadas 
da Universidade do Sagrado Coração como 
parte dos requisitos para obtenção do título de 
bacharel em Engenharia Química, sob 
orientação do Prof. Dr. Edilson Mora Pinto. 
 
Banca examinadora: 
 
 
 
___________________________________ 
Prof. Dr. Edilson Mora Pinto 
Universidade do Sagrado Coração 
 
 
 
 
 
 
___________________________________ 
Prof. Dr. Herbert Duchatsch Johansen 
Universidade do Sagrado Coração 
 
 
 
 
 
___________________________________ 
Prof. Dr. Marcelo Telascrêa 
Universidade do Sagrado Coração 
 
 
 
 
 
Bauru,___ de____ de 2016.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho а Deus, por ser 
essencial em minha vida, à minha mãe 
Magda Maria da Silva, ao meu irmão 
Daniel Chiquetti e meu Professor e 
Orientador Edilson Moura Pinto. 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus, pela dádiva da vida e pela liberdade de escolha que possibilitou protagonizar 
minha história. A minha mãe Magda Maria da Silva e Meu irmão Daniel Chiquetti por 
sempre estarem ao meu lado em todos os momentos 
Ao Prof. Dr. Edilson Moura Pinto Orientador, braço amigo de todas as etapas deste 
trabalho. Aos amigos e colegas, pela força e pela vibração em relação a esta jornada, 
especialmente aos meus amigos Alexandre Luiz Braz, Anderson Feitoza, André Dalbeto, 
Andreza Ferreira, Daniel Baldini, João Pacheco de Almeida Prado Filho, Natan Mascarenhas, 
Neizedan Freitas, Pedro Fante, Pedro Soares, Rafael Zorzin, sempre amigos e companheiros 
nas horas mais difíceis. 
Aos professores e colegas do Curso, pois juntos trilhamos uma etapa importante de 
nossas vidas. A todos que, com boa intenção, colaboraram para a realização e finalização 
deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"Tomei consciência de que a força invencível que 
impulsionou o mundo não são os amores felizes, 
mas os contrariados." 
 Gabriel García Márquez 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
A extração de óleos essenciais por dióxido de carbono supercrítico é uma alternativa 
relevante em relação aos processos convencionais por solventes orgânicos ou por arraste de 
vapor. Em relação aos solventes orgânicos, a extração por Fluídos Supercríticos exime da 
necessidade de utilização e produção de resíduos tóxicos ao ambiente e ao próprio óleo 
essencial. Ademais este processo, soluciona um problema referente às hidrodestilações que 
na maioria dos óleos essenciais possui em suas composições substancias termo voláteis, que 
se difundem pelo ambiente até mesmo em temperaturas próximas aos 25ºC. Neste contexto, 
este trabalho apresenta um estudo bibliográfico dedicado a explorar alguns aspectos 
importantes da extração de óleos essenciais por meio de dióxido de carbono supercrítico. No 
trabalho foram feitas comparações e demonstrações do ponto crítico e dos estados 
supercríticos das substancias. Foram apresentadas as características do dióxido de carbono 
supercrítico como solvente, alguns processos de extração, bem como, as equações cúbicas de 
estado, modelagem termodinâmica e as características dos óleos essenciais obtidos. Como 
resultado final, demonstram-se as elegíveis propriedades de extração de óleos por processos 
mais puros e limpos, ambientalmente mais corretos e indicados para casos especiais de 
extração de compostos para indústria farmacêutica, química e alimentícia. 
 
Palavras Chave: Óleos Essenciais. Processo de Extração. Fluído Supercrítico. Dióxido de 
Carbono Supercrítico. Equações Cúbicas de Estado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
Extraction of essential oils by supercritical carbon dioxide is a relevant alternative 
over conventional processes by organic solvents or by steam drag. Regarding organic 
solvents, the extraction by Supercritical Fluids exempts from the necessity of use and 
production of toxic residues to the environment and to the essential oil itself. In addition, this 
process solves a problem related to hydro distillations, which in most essential oils have in 
their compositions volatile substances, which diffuse through the environment even at 
temperatures close to 25ºC. In this context, this work presents a bibliographic study dedicated 
to exploring some important aspects of the extraction of essential oils by means of 
supercritical carbon dioxide. In the work, comparisons and demonstrations of the critical 
point and supercritical states of the substances were made. The characteristics of the 
supercritical carbon dioxide as solvent, some extraction processes, as well as the cubic 
equations of state, thermodynamic modeling and the characteristics of the essential oils 
obtained were presented. As a final result, the oil extraction properties are shown to be 
cleaner, environmentally correct and indicated for special cases of extraction of compounds 
for the pharmaceutical, chemical and food industries. 
 
Keywords: Essential Oils. Extraction Process. Supercritical Fluid. Supercritical Carbon 
Dioxide. State Cubic Equations.. 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1- Propriedades Físicas de Alguns Solventes Supercríticos. ....................................... 22 
Tabela 2 - Parâmetros de van der Waals. ................................................................................. 24 
Tabela 3- Propriedades do CO2 puro no ponto crítico. ........................................................... 31 
Tabela 4- Propriedades da matriz vegetal da qual os óleos essenciais foram extraídos. ......... 39 
Tabela 5 - Parâmetros do Processo de extração. ...................................................................... 40 
Tabela 6 - Parâmetros matriz da experimental utilizados nas extrações. ................................ 41 
Tabela 7 - Dados experimentais para o Hn. ............................................................................. 42 
Tabela 8 - Dados experimentais para o Ho. ............................................................................. 43 
Tabela 9 - Rendimentos de óleo essencial (massa de óleo/massa de planta)........................... 44 
Tabela 10 - Composição do óleo essencial de Hn e Ho ........................................................... 44 
Tabela 11 -Comparação dos rendimentos dos óleos extraídos ............................................... 45 
Tabela 12 - Resultados da cromatografia qualitativos dos componentes do Hn. .................... 45 
Tabela 13– Resultados da cromatografia qualitativa dos componentes Ho. ........................... 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Principais óleos essenciais no mercado mundial. ................................................... 16 
Figura 2 - Os principais estados da matéria. ............................................................................ 19 
Figura 3 - Curva da energia de atração e repulsão das moléculas. .......................................... 20 
Figura 4 - Diagrama de fases. .................................................................................................. 21 
Figura 5- Propriedades físicas do CO2 puro na CNTP. ........................................................... 30 
Figura 6 - Fluxograma industrial da ESC. ............................................................................... 33 
Figura 7- Ress (Expanção Rápida de Soluções Supercríticas). ............................................... 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 11 
1.1 QUESTÃO PROBLEMA ............................................................................................................. 12 
1.2 DELIMITAÇÃO ............................................................................................................................. 12 
1.3 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................ 13 
1.4 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 14 
1.4.1 1.4.1. Objetivo geral .............................................................................................. 14 
1.4.2 1.4.2. Objetivos específicos ................................................................................... 14 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 15 
2.1 ÓLEOS ESSENCIAIS E PLANTAS AROMÁTICAS. ....................................................... 15 
2.2 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS ................................................. 17 
2.3 TERMODINÂMICA ..................................................................................................................... 18 
2.4 ESTADOS DA MATÉRIA E PROPRIEDADES DOS GASES ....................................... 18 
2.5 DIAGRAMA DE FASES E PONTO CRÍTICO ..................................................................... 20 
2.6 EQUAÇÕES DE ESTADO .......................................................................................................... 23 
2.7 TEORIA DE VAN DER WAALS .............................................................................................. 24 
2.8 EQUAÇÃO CUBICA DE ESTADO DE REDLICH-KWONG ........................................ 26 
2.9 EQUAÇÃO DE ESTADO CÚBICA DE SOAVE-REDLICH-KWONG ...................... 27 
2.10 EQUAÇÃO CÚBICA DE PENG-ROBINSON ..................................................................... 28 
2.11 DIÓXIDO DE CARBONO COMO SOLVENTE ................................................................. 28 
2.12 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS POR DIÓXIDO DE CARBONO 
SUPERCRÍTICO ............................................................................................................................. 30 
2.13 RESS - EXPANÇÃO RÁPIDA DE SOLUÇÕES SUPERCRÍTICAS ............................ 33 
2.14 MODELAGEM TERMODINÂMICA (EQUILÍBRIO DE FASES) ............................... 35 
2.15 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR ............................................................................................ 35 
3 METODOLOGIA........................................................................................................... 38 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................. 38 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 46 
6 REFERENCIAS ............................................................................................................. 47 
 
 
11 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A extração de óleos essenciais possui um importante destaque no cenário industrial 
uma vez que, propicia a obtenção de matérias primas para fabricação de perfumes, alimentos, 
medicamentos fitoterápicos, cosméticos e muitos outros. O óleo essencial se constitui no 
principio ativo desses produtos que para terem qualidade e elevado grau de pureza, não 
podem ter interferentes ou processos degradantes ao longo de sua extração. 
Óleos essenciais se qualificam por terem em sua composição substancias químicas 
produzidas pela natureza e que de uma forma especifica proporcionam beneficio para o 
homem, seja com suas propriedades terapêutico-medicinais ou apenas pelo odor ou sabor. 
Esses produtos estão contidos no interior das células das plantas e na maioria dos casos não é 
possível extraí-los apenas usando a compreensão. Em consequência disso, ao longo dos anos 
foram desenvolvidas técnicas para que o máximo do produto desejado pudesse ser extraído 
de uma maneira eficiente (SANTOS, 2004). 
No passado, as primeiras técnicas de extração de óleos essenciais empregadas eram a 
chamada “digestão de flores” que se utilizava geralmente em água ou vinho, posteriormente 
surgiu a técnica de prensagem e mais recentemente a “enfleurage” ou enfloração, que 
consistia na imersão de pétalas de flores em banha de porco ou outro tipo de gordura que 
consequentemente absorvia as substancia voláteis presentes nas pétalas. Finalmente chegou-
se ao predomínio das técnicas de destilação (hidrodestilação) até chegar mais recentemente 
nas técnicas de extração por solventes orgânicos. 
Esses métodos de extração convencionais fazem uso de elevadas temperaturas ou de 
solventes orgânicos que na maioria dos casos são tóxicos e seus resíduos podem trazer 
severas consequências à saúde humana e ao ambiente. Em contra partida, a Extração por 
fluido supercrítico é uma operação de transferência de massa em que a convecção na fase de 
solvente supercrítico é geralmente o principal mecanismo de transporte. 
A extração a partir do Dióxido de Carbono Supercrítico (CO2(SCF)) é uma alternativa 
elegível para melhora e eliminação de fatores negativos gerados nesses processos de 
extração, uma vez que não carecem de elevadas temperaturas nem tão pouco do uso 
extensivo de solventes orgânicos tóxicos dentre outros (LANÇAS, 2000) 
 Ademais, a extração por Fluído Supercrítico possibilita a redução do risco de 
contaminação ambiental devido aos processos industriais e ao uso de substâncias poluentes, 
colaborando para o cumprimento de novas regras e práticas ambientalmente corretas no atual 
12 
 
 
 
ambiente de preocupação pelo desenvolvimento de tecnologias limpas e sustentáveis 
(SILVA, 2008). 
A extração do fluído supercrítico possibilita ainda a obtenção de produtos de 
elevadíssimo grau de pureza o que torna tal processo elegível para a indústria farmacêutica e 
química que em muitos casos necessita extrair compostos naturais que são encontrados em 
baixíssimos graus de concentração em seu meio in natura (HERRERO, 2006). 
Esta alternativa se encaixa perfeitamente nesses objetivos, pois se utiliza do Dióxido 
de Carbono (CO2) como solvente utilizado para a obtenção dos óleos essenciais. 
Os fluidos supercríticos (SFC) são conhecidos há mais de um século, a principio, eram 
utilizados para melhorar as técnicasde refino de petróleo visto que em 1947 fora usado para 
separar asfalto do petróleo, porém só passou a ser usado como solvente para extração na 
década de 70, quando as primeiras unidades de extração de cafeína do café começaram a 
surgir na Europa, além disso, era usado na extração de lúpulo e outros condimentos 
(ADAMS, 1991; TAYLOR, 1996; TAYLOR at al., 1995; TEMELLI at al., 1995). 
A extração utilizando CO2(SCF) tornou-se então, uma válvula de escape para indústrias 
que visam qualidade em seus produtos, pois em seu processo de extração pouco se usados 
solventes orgânicos e a temperatura de extração é relativamente baixa em se tratando de óleo 
essencial. . (SILVA; MATÍNEZ, 2014). 
 
1.1 QUESTÃO PROBLEMA 
 
 Como se dá o processo e quais as vantagens e desvantagens da extração de óleos 
essenciais por uso de Dióxido de Carbono Supercrítico? 
 
1.2 DELIMITAÇÃO 
 
A extração de óleos essenciais com CO2(SCF) acaba sendo um processo um pouco mais 
complexo em relação aos processos convencionais, o fato de se trabalhar á uma pressão 
superior a 72 Bar é o principal problema, isso faz com que a modelagem do processo de 
extração seja complicada, fazendo uso de equações cúbicas de estado. 
Para implantar uma planta de extração supercrítica é necessário que o preço do 
produto final tenha valor elevado, os preços iniciais de instalação podem ser elevados, um 
equipamento trabalhando constantemente a alta pressão tem um custo muito elevado. 
Nesse sentido, este trabalho focará especificamente na extração de óleos essenciais 
por uso de Dióxido de Carbono Supercrítico. 
13 
 
 
 
1.3 JUSTIFICATIVA 
 
As indústrias farmacêutica/fitoterápica que fazem uso de substancias naturais tais 
como os óleos essenciais tem uma crescente necessidade por produtos com alto grau de 
pureza e qualidade, muitas dessas substancias utilizadas em medicamentos fitoterápicos são 
extraídos fazendo-se uso de solventes orgânicos que são tóxicos e comprovadamente deixam 
resíduos onde são utilizados, outro fator importante é a integridade da matéria prima, algumas 
técnicas de extração que fazem uso de altas temperaturas podem degradar a composição do 
óleo essencial fazendo com que suas propriedades terapêuticas não sejam tão eficientes como 
desejado. 
Além da indústria farmacêutica que necessita de produtos com alto grau de pureza e 
qualidade, indústrias de cosméticos e perfumaria que fazem uso de óleos essenciais também 
clamam por qualidade e, além disso, produtos produzidos de maneira “ambientalmente 
correta” viraram uma forma de Marketing, alavancando a venda de muitos produtos a pessoas 
preocupadas com o futuro do planeta, mas que não abrem mão do conforto que só a 
globalização pode oferecer. 
Com o intuito de auxiliar o combate a poluição gerado pelas indústrias, a Sociedade 
Química Americana criou um projeto que consiste num conjunto de medidas que visam 
reduzir o uso de substancias nocivas, a utilização de Dióxido de Carbono Supercrítico está 
contida nessas medidas pelo fato de ser um gás limpo e pode ser totalmente reciclado no 
processo. 
Nesse sentido esse trabalho pretende demonstrar a Extração de óleos essências 
utilizando uma tecnologia que resulta na produção de matérias primas de qualidade bem 
superior e ambientalmente mais correta em relação às técnicas convencionais de extração de 
óleos essenciais. Que em suma, são o grande obstáculo para obtenção de um produto de 
qualidade e elevado grau de pureza. 
 Processos de extração como o de arraste de vapor utilizam temperaturas elevadas 
para vaporizarão da água, que consequentemente resulta na volatilização de ativos contidos 
no produto extraído. 
Outras técnicas como as que fazem uso de solventes orgânicos além da alta 
temperatura que é utilizada em um segundo momento da extração (na separação do óleo 
essencial do solvente) acaba por promover a geração de resíduos tóxicos que comprometem 
a pureza do produto e em alguns casos, quando o processo é feito de maneira displicente, gera 
um produto nocivo para o consumo humano. 
14 
 
 
 
Com a crescente demanda pelo uso de produtos de origem natural como 
medicamentos fitoterápicos, cosméticos, perfumes com essências naturais, gêneros 
alimentícios e até mesmo como aromatizantes, na gastronomia sofisticada, o óleo essencial 
tem um papel economicamente relevante, pois suas características o tornam o objeto de 
desejo dessas indústrias, seja como principio ativo, aromatizante, fixador de fragrância, ou 
seja, como um mero coadjuvante de uma conjunção de processos. 
Em outras palavras, a obtenção de um óleo essencial puro e com qualidade superior 
agrega valor aos produtos finais dessas indústrias. 
Neste contexto, a extração de óleos essenciais com CO2(SCF) constitui-se num processo 
que reúne todos os atributos para obtenção de um produto com qualidade impar e elevado 
grau de pureza, além de ser um processo menos nocivo ao ambiente e que trabalha em 
consonância com a chamada “Química Verde”. 
 O CO2 é produzido a um custo relativamente baixo e, quando atinge um estado 
superior ao seu ponto crítico possui propriedades intermediarias entre líquido e gás, o que o 
tornam um solvente poderoso e um dos mais utilizados nestes processos. 
 Apesar do Dióxido de Carbono (CO2) se constituir num dos principais vilões do 
chamado “efeito estufa”, este gás pode ser considerado “limpo” neste processo, uma vez que 
este é plenamente recuperado após a extração, não sendo descartado para o ambiente. 
 
1.4 OBJETIVOS 
 
Nesta seção serão apresentados os objetivos gerias e específicos deste trabalho. 
 
1.4.1 1.4.1. Objetivo geral 
 
 Este trabalho tem como objetivo demonstrar e discutir o processo de extração de óleos 
essenciais utilizando CO2(SCF)). 
 
1.4.2 1.4.2. Objetivos específicos 
 
• Definir óleo essencial e suas distinções com o óleo vegetal; 
• Definir sucintamente algumas propriedades termodinâmicas importantes para se 
chegar ao ponto crítico de uma substancia; 
• Demonstrar algumas equações de estado utilizadas no processo de extração por 
CO2(SCF); 
15 
 
 
 
• Demonstrar os resultados obtidos pelo processo de extração utilizando CO2(SCF); 
• Apresentar as vantagens do processo de extração utilizando CO2(SCF). 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Nesta sessão serão apresentados alguns conceitos importantes como a definição de 
óleo essencial, e suas propriedades. 
 
2.1 ÓLEOS ESSENCIAIS E PLANTAS AROMÁTICAS. 
 
A natureza através de todo o Reino Plantae oferece uma gama de princípios ativos que 
são de grande valor devido de suas características sensoriais tais como, aroma, sabor, 
propriedades terapêuticas, entretanto, outras características são desejáveis para aplicações. 
Esses princípios ativos estão contidos muitas vezes em forma de óleo ou óleo essencial 
presentes nas flores, frutos, sementes, raízes e folhas, normalmente no interior das células, 
óleos essenciais constituem um dos mais importantes grupos de matérias primas para 
indústrias, como a de perfumaria, alimentos, farmacêutica e cosmética (CRAVEIRO, 1993). 
Óleo essencial é a denominação dos óleos etéreos ou voláteis constituídos de misturas 
complexas, de substancias que possuem inúmeras funções químicas, presentes em diversas 
partes dos vegetais em toda a área da planta (KOKETSU, 1991). 
Em especial podemos conceituar plantas aromáticas e óleos essenciais, ou seja, 
plantas aromáticas são aquelas que contem em suas, flores, flores, o óleo essencial ou 
essências (que por ser um termo mais simples é muitas vezes utilizado, mas não deve ser 
confundido com odor) também deve se diferenciar o termo óleo de óleo essencial, são 
substancias distintas e localizadas em lugares diferentes das plantas, um exemplo claro é o 
óleo essencial de eucalipto extraído por destilação das folhas e o vendido como óleo de 
eucalipto que é retirado das sementes (COSTA, 1975). 
Óleos essenciais são compostos na maioriadas vezes de mono e sesquiterpenos e de 
fenilpropanoides, metabólitos, isso é responsável por suas características organolépticas 
(BIZZO, 2009). São constituídos principalmente de monoterpenos, sesquiterpenos, 
fenilpropanóides, ésteres e outras substancias que possuem baixo peso molecular, são usados 
"in natura", na maioria das vezes como misturas, pois as propriedades organolépticas estão 
associadas a vários componentes, que formam o "bouquet" de cada óleo em particular 
16 
 
 
 
(CRAVEIRO, 1993). A Figura 1 apresenta de forma sucinta os principais óleos essenciais no 
mercado mundial. 
 
 
Figura 1 - Principais óleos essenciais no mercado mundial. 
Óleo essencial Espécie 
Laranja (Brasil) Citrus sinensis (L.) Osbeck. 
Menta japonesa (Índia) Mentha arvensis L. f. piperascens Malinv. ex Holmes. 
Eucalipto (tipo cineol) Eucalyptus globulus Labill., E. polybractea R.T. Baker e Eucalyptus spp. 
Citronela Cymbopogon winterianus Jowitt e C.nardus (L.) Rendle 
Hortelã-pimenta Mentha x piperita L. 
Limão Citrus limon (L.) N.L. Burm. 
Eucalipto (tipo citronela) Eucalyptus citriodora Hook. 
Cravo-da-índia Syzygium aromaticum (L.) Merr. e L. M. Perry. 
Cedro (EUA) Juniperus virginiana L. e J. ashei Buchholz. 
Lima destilada (Brasil) Citrus aurantifolia (Christm. & Panz.) Swingle. 
Spearmint (nativa) Mentha spicata L. 
Cedro (China) Chamaecyparis funebris (Endl.) Franco. 
Lavandim Lavandula intermedia Emeric ex Loisel. 
Sassafrás (China) Cinnamomum micranthum (Hayata) Hayata. 
Cânfora Cinnamomum camphora (L.) J. Presl. 
Coentro Coriandrum sativum L. 
Grapefruit Citrus paradisi Macfady. 
Patchouli Pogostemon cablin (Blanco) Benth. 
Fonte: Bizzo et al. (2009). 
 
 
A composição básica do óleo essencial é de substancias voláteis com altas tensões de 
vapor, mais ou menos odoríferos e insolúveis em água e em vários solventes imiscível nesta e 
também no álcool, consiste de uma mistura complexa de terpenos, terpenos oxigenados, 
sesquiterpenos e sesquiterpenos oxigenados. São extraídos de aparelhos glandulares 
particulares de cada grupo vegetal (REVERCHON, 1997). 
Na maioria dos casos, os óleos essenciais estão no estado líquido na temperatura 
ambiente, mas são encontrados no estado sólido a canfora é um exemplo. São insolúveis na 
17 
 
 
 
água e solúveis em solventes orgânicos, e podem ser obtidos por vários métodos de extração. 
Distinguisse dos óleos graxos por serem altamente voláteis, ou seja, se evaporam rapidamente 
a temperatura ambiente (MILLER, 1991). 
A volatilidade de seus constituintes característica importante dos óleos essenciais é, 
uma propriedade importante para o processo de obtenção mais utilizado que é o arraste do 
material desejado com vapor de água (CRAVEIRO, 1993). 
 
2.2 MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS 
 
Existindo uma matriz vegetal que nela esteja contido um ativo desejado define-se 
como extração à operação unitária que tem por objetivo a separação desse ativo da matriz 
sólida através de processos físicos e químicos. Existem muitas técnicas utilizadas na extração 
de ativos de plantas tais como: de extração por solventes, a percolação, maceração, destilação 
a vapor e com Soxhlet (COSTA et Al., 1999). 
A transformação de produtos naturais para obtenção dos princípios desejados requer 
uma serie de operações preliminares, através dessas operações se realiza a separação das 
substancias desejadas, que estejam contidas na matriz vegetal. Os processos convencionais 
utilizados para extração de produtos naturais apresentam alguns problemas que podem 
degradar o principio desejado como o uso de altas temperaturas na operação unitária de 
extração, presença de resíduos tóxicos no produto final devido a utilização de solventes 
consequentemente possibilidade de contaminação ambiental (CAVALCANTI et Al, 2008). 
Existe uma série de processos utilizados para se extrair óleos essenciais de plantas. 
Porem os mais utilizados devido a sua eficácia são os por arraste de vapor e por solventes 
orgânicos. A destilação por arraste de vapor pode ser subdividida em três categorias: 
destilação com água, destilação com água e vapor e destilação com vapor direto, os três 
processos estão baseados no princípio físico-químico da hidrodifusão, a hidrólise de certos 
componentes e decomposição ocasionada pelo calor. (WATANABE, 2006). 
O processo de extração por arraste de vapor é um processo simples e de baixo custo, 
porém apresenta desvantagens como baixos rendimentos e, principalmente, perda de 
componentes termolábeis presentes no óleo volátil, devido ao uso de altas temperaturas. 
(MARTINEZ, 2005). 
No processo de destilação com água, o material a ser destilado fica em contato direto 
com o liquido em ebulição que dependendo de sua densidade fica imerso ou flutua, no 
momento que a água entra em ebulição ela arrasta os ativos contidos no material vegetal. No 
18 
 
 
 
processo com água e vapor d'água o material vegetal é colocado sobre um suporte ou 
pendurado um pouco acima da água, quando o líquido é aquecido e entra em ebulição, o 
vapor emitido passa pelo material vegetal e arrasta o principio ativo desejado. Na destilação 
direta com vapor d'água é semelhante ao método anterior, porem não existe água no fundo do 
recipiente, neste caso o vapor de água saturado ou superaquecido com pressão superior à 
atmosférica é introduzido passando pelo material vegetal e extraindo o principio desejado 
(KOKETSU;1991). 
No processo de extração que faz uso de solventes, é necessário um preparo prévio da 
parte da planta que está contido o óleo, o solvente então penetra e dissolve o ativo 
juntamente com alguns graxas e componentes albuminosos e pigmentos. Posteriormente essa 
mistura de solvente e óleo essencial é separada através de um processo de evaporação. 
(WATANABE, 2006). 
As possibilidades de contaminação ambiental, a presença de fração do solvente no 
ativo, são grandes desvantagens da extração por solvente, ainda existe a possibilidade de 
extração de compostos indesejáveis e o uso de temperatura para separar o solvente do ativo. 
(MARTINEZ, 2005). 
 
2.3 TERMODINÂMICA 
 
Nesta seção do trabalho alguns conceitos de físico-química serão inseridos de maneira 
ponderada, com o objetivo de apenas conceituar alguns termos para que não fiquem vagos e 
desconhecidos no decorrer do trabalho. 
 
2.4 ESTADOS DA MATÉRIA E PROPRIEDADES DOS GASES 
 
Para diferenciar os estados da matéria, pode-se observar o comportamento de certa 
substância em um recipiente fechado. 
O gás é uma forma fluida da matéria que ocupa todo o espaço do recipiente quando se 
verifica as moléculas elas estão muito afastadas umas das outras, líquido também é uma 
forma fluida, possui uma superfície bem definida e na presença de gravidade preenche apenas 
a parte inferior do recipiente que ocupa, as moléculas do líquido estão juntas, porém, mais 
afastadas que as substancias em estado sólido e um sólido pode ser definido como a matéria 
que mantém sua forma independente do recipiente que ocupa, as moléculas estão tão juntas 
que interagem umas com as outras (interação molecular) (ATKINS, 2011). 
19 
 
 
 
A figura 2 demonstra visualmente a distinção entre sólido, líquido e gasoso, as 
moléculas no sólido estão juntas e ocupam um espaço determinado apenas por elas não 
importando o formato do recipiente, o líquido a parte inferior, mas tomando formato dela e o 
gás toda a forma do recipiente. 
A definição anterior apesar de correta não representa a real definição, as interações 
moleculares são as responsáveis pelas mudanças de fase, existem dois tipos de contribuição 
das internações entre essas moléculas, quando as moléculas estão relativamente afastadas no 
caso de moléculas alguns diâmetros molares, as moléculas se atraem, e isso é responsável 
pela condensação de gases em líquidos em baixas temperaturas. 
No estado sólido, as moléculas não tem energia cinética suficiente para escaparda 
atração exercida por outra molécula e elas ficam “presas” umas as outras. Essa Atração das 
moléculas acontece quando elas estão alguns diâmetros molares separadas, no entanto quando 
as moléculas entram em contato elas se repelem. 
 
Figura 2 - Os principais estados da matéria. 
 
Fonte: Próprio autor 
 
Essas atrações e repulsões de das moléculas contribuem para energia total de um gás, 
são uma energia potencial, quando se atraem, a energia total diminui, moléculas mais 
próximas fazem contribuições negativas à energia potencial, o inverso ocorre quando as 
moléculas se repelem a contribuição é positiva e a energia aumenta como vista na figura 3: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
– 
Figura 3 - Curva da energia de atração e repulsão das moléculas. 
 
Fonte - Adaptado de Atkins (2011) 
 
2.5 DIAGRAMA DE FASES E PONTO CRÍTICO 
 
 A passagem de um estado físico para outro se da pelo movimento do calor, a 
substancia absorve calor ou perde calor, esse fenômeno depende do meio onde esta contida, o 
calor é transferido do ponto de maior temperatura para o de menor temperatura até que a 
substancia em questão tenha energia térmica suficiente para mudança de fase, ou seja, de 
estado físico. 
 Para realizar o mapeamento das condições de temperatura e pressão em diferentes 
fases termodinâmicas e saber qual esta mais estável, existe o diagrama de fases. As fronteiras 
entre as regiões de um diagrama de fases são chamadas curvas de equilíbrio nessas curvas, há 
a coexistência entre duas fases, como líquido e gás ou gás e solido (ATKINS, 2011). 
Aumentando a pressão em um determinado gás o seu volume irá diminuir, fazendo 
uma curva especifica para cada temperatura/pressão (isotermas) a temperatura constante, vai 
se observar um aumento na pressão com uma redução considerável no volume, a temperatura 
especifica para cada gás é denominada crítica abaixo do qual o estado líquido pode existir 
(SAUL, 1996). 
Outra definição de temperatura crítica é que quando uma amostra de gás é 
comprimida seu volume molar vai diminuindo, até que em um ponto especifico (uma 
temperatura especifica) é necessário aplicar uma pressão muito grande para que o volume 
molar desse gás diminua. À medida que o volume vai diminuindo a temperatura aumenta 
quando a temperatura chega em um limite que é o mesmo em que é necessário a aplicação de 
d / Å
U
/ 
J.
m
o
l-
1
Atração
Repulsão
21 
 
 
 
uma pressão muito grande para diminuir o volume da amostra da substancia é que ela chegou 
a uma temperatura crítica (ATKINS, 2011). 
No diagrama de fases, quando se percorre a linha de coexistência entre líquido e 
vapor, em direção ao aumento da temperatura e pressão a densidade do líquido decresce e a 
viscosidade do vapor cresce até o momento em que são as mesmas, o estado nesse ponto são 
os mesmos, as fases também, então se define esse ponto como crítico (OLIVEIRA, 1995). 
É possível encontrar muitos pontos característicos em um diagrama de fases de 
determinada substancia, porém, o único ponto relevante para o trabalho é o ponto crítico que 
é um ponto em que a fase líquida e gasosa de uma substancia coexistem. A pressão de vapor 
na temperatura crítica denominasse pressão crítica, pc , e o ponto em que a pressão crítica e a 
temperatura crítica se encontram é denominado ponto crítico, na figura 4 é mostrado o 
diagrama de fases e nele esta contido respectivamente o ponto crítico e o ponto triplo 
(ATKINS, 2011). 
 
Figura 4 - Diagrama de fases. 
 
Fonte - Adaptada pelo autor Atkins (2011) 
 
A temperatura, volume e pressão críticos formam juntas as constantes críticas, a 
temperatura crítica é muitas vezes utilizada para distinguir vapor e gás, o vapor é uma fase 
gasosa de uma determinada substancia que está abaixo de sua temperatura crítica, com isso 
pode ser liquefeito por compressão, enquanto o gás está acima de sua temperatura crítica e 
não pode ser liquefeito por compressão. O fluído obtido pela compressão de um gás que está 
acima de sua temperatura crítica, não é de fato um líquido, mas tem algumas características 
22 
 
 
 
de líquido como a massa especifica, e pode atuar como solvente, porém apesar da massa 
especifica semelhante, ele não possui uma superfície que separe da fase vapor, sua densidade 
não é comparável a de um gás, denomina-se então fluido supercrítico (ATKINS, 2011). 
 Na Tabela 1 são citados alguns solventes supercríticos com temperaturas críticas 
suficientemente baixas, para serem usados na extração de produtos naturais, juntamente com 
suas propriedades críticas. 
 
 
Tabela 1- Propriedades Físicas de Alguns Solventes Supercríticos. 
Substância c / K Pc / MPa c / g.cm-³ 
Metano 190,6 4,60 0,162 
Etileno 282,4 5,03 0,218 
Clorotrifluorometano 302,0 3,92 0,579 
Dióxido de carbono 304,2 7,38 0,468 
Etano 305,4 4,88 0,203 
Propileno 365,0 4,62 0,233 
Propano 369,8 4,24 0,217 
Amônia 405,6 11,30 0,235 
N-pentano 469,6 3,37 0,237 
Acetona 508,1 4,70 0,278 
Metanol 512,6 8,09 0,272 
Benzeno 562, l 4,89 0,302 
Tolueno 591,7 4,ll 0,292 
Piridina 620,0 5,63 0,312 
Água 647,3 22,00 0,322 
Xenônio 289,7 5,84 1,113 
Fonte - Adaptada pelo autor Rizvi et al. (1986). 
 
As características físicas do fluído supercrítico fazem com que ele se torne um 
poderoso solvente, por serem intermediarias entre um gás e um líquido, a densidade é um 
fator oscilante nos fluídos supercríticos, pois quanto maior a compressão mais fica próximo 
da densidade de um líquido fica (SAUL, 1996). 
Quando mantidos com uma densidade alta, os fluídos supercríticos tem uma 
capacidade elevada de dissolver uma gama de materiais, caracteriza semelhante aos líquidos 
23 
 
 
 
convencionais. Diante desta propriedade solvente que o fluído supercrítico é utilizado como 
solvente em métodos de extração. (MARR E GAMSE, 2000; LANG E WAI, 2001). 
 A extração por fluído supercrítico além de produzir um produto mais puro com as 
propriedades originais características, é relativamente rápido e ambientalmente mais correto, 
pois substitui muitos solventes orgânicos (MOHAMEDET, 1989). 
 
2.6 EQUAÇÕES DE ESTADO 
 
Foram definidos os estados das substancias, e para se especificar esses estados se do 
valor as seguintes propriedades da amostra, volume, pressão, temperatura e numero de mols. 
Experimentalmente, se verifica que essas quatro grandezas são dependentes umas das outras, 
ou seja, uma substância que obedece a uma equação de estado que é uma equação na forma 
da equação 1: 
 
P = f(n, v, T) (1) 
em que: 
V = Volume 
p = Pressão 
T = Temperatura 
n = número de mols 
 
A pressão é função do número de mols, do volume e da temperatura, conhecendo-se 
apenas três das grandezas é possível encontrar a quarta, pois ela é relacionada em função das 
demais. (ATKINS, 2011). 
Experimentalmente a partir desses princípios foi formulada a equação de estado dos 
gases ideais na forma da equação 2: 
 
pV = nRT (2) 
 
Nessa equação R é a constante dos gases ideais. 
Esta equação resume a experiência de Robert Boyle no século XVII, que diz que em 
temperatura constante a pressão de uma substancia é inversamente proporcional ao volume, 
ou seja a Lei de Boyle. Outra é sobre as observações de Jacques Alexandre César Charles que 
diz que a pressão constante o volume varia linearmente com a temperatura a Lei de Charles. 
24 
 
 
 
Principio de Avogrado (Amedeo Avogrado) que diz que se duas substancias com 
temperaturas e volumes iguais contem o mesmo número de moléculas. (ATKINS, 2011). 
O conjunto dessas três experiências foi resumido no que se chama Lei dos Gases 
Ideais que fora apresentada, essa equação como o nome diz é valida apenas para gases ideais 
ou gases com pressões que se aproximam de ser nulas. (CASTELLAN, 2007). 
 
2.7 TEORIA DE VAN DER WAALS 
 
 No ano de 1873 Johannes van der Waals desenvolveu uma versão mais confiável para 
a Lei dos gases ideais, essa equaçãodesenvolvida por ele é chamada de equação de van der 
Waals uma das mais simples utilizadas para gases ideais (BALL, 2005). 
 As constantes a e b são chamadas de constantes ou parâmetros de van der Waals de 
elas são dependentes de cada gás e independentes da temperatura. Esses parâmetros 
representam a atração e a repulsão entre as moléculas, o parâmetro a representa a atração e 
deve ser maior quando as moléculas se atraem, o parâmetro b representa a repulsão e deve ser 
grandes quando as moléculas são grandes (ATKINS, 2011). 
A tabela 2 apresenta os parâmetros de van der Waals para algumas substancias 
 
 
Tabela 2 - Parâmetros de van der Waals. 
Gás A / L² atm.mol-² b/ L./mol-1 
He 0,034 0,02370 
N2 1,390 0,03913 
O2 1,360 0,03183 
CO 1,485 0,03985 
NO 1,340 0,02789 
CO2 3,592 0,04267 
H2O 5,464 0,03049 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Ball (2005) 
 
 Considerando as interações repulsivas entre as moléculas pode-se admitir que cada 
uma das moléculas de um gás se comporta como uma esfera de volume não nulo, com 
movimento reduzido dependendo do número de moléculas e do volume excluído por elas, 
então esse volume excluído é tido como efeito repulsivo e torna o V da equação dos gases na 
25 
 
 
 
equação 3 em que b é tido como uma constante de proporcionalidade entre a redução de 
volume e os mols presentes (ATKINS, 2011). 
 
𝑉 – 𝑛𝑏 (3) 
 
Então substituindo o volume pelo termo da equação 3, a equação dos gases ideais 2 
pode ser substituída pela equação 4 : 
 
𝑃 =
𝑛𝑅𝑇
𝑉−𝑛𝑏
 (4) 
 
No que se refere às interações atrativas entre as moléculas, o resultado é uma pressão 
menor sobre o gás. Então o efeito é modelado supondo que a atração é proporcional à 
concentração, n\V, as atrações reduzem a velocidade das moléculas, como a redução da 
velocidade é independente da temperatura, podemos esperar que a redução na pressão seja 
proporcional ao quadrado da concentração molar, n\V representado na equação 5 que reduz a 
frequência de colisões e a força de impacto acrescendo-se a constante de proporcionalidade a, 
que é relacionada com as forças de atração entre as moléculas. (ATKINS, 2011). 
 
𝑎 (
𝑛
𝑉
)
2
 (5) 
 
Então definitivamente a equação de van de Waals pode ser definida: 
 
𝑃 =
𝑛𝑅𝑇
𝑉−𝑛𝑏
− 𝑎 (
𝑛
𝑉
)
2
 (6) 
 
A equação de van der Waals foi definida usando-se apenas argumentos físicos sobre o 
volume e efeito das forças entre elas, isso foi feito para manter os parâmetros de van der 
Waals como parâmetros empíricos e não como propriedades das moléculas precisamente 
definidas. (ATKINS, 2011). 
Os parâmetros a e b de uma equação de estado podem ser avaliados por um ajuste nos 
dados PVT, mas para uma equação de estado cubica simples, estimativas razoáveis são 
originadas a partir das constantes críticas Tc e Pc (Smith, et. al., 2000). 
Derivando-se a equação de estado duas vezes no ponto crítico pode se obter os 
parâmetros dados pelas equações 7, 8 e 9: 
26 
 
 
 
 
𝑉𝑐 = 3𝑏 (7) 
 
𝑇𝑐 =
8𝑎
27𝑅𝑏
 (8) 
 
𝑃𝑐 =
𝑎
27𝑏2
 (9) 
 
em que: 
 
𝑉𝑐 = Volume Crítico 
𝑇𝑐 = Temperatura Crítica 
𝑃𝑐 = Pressão Crítica 
 
2.8 EQUAÇÃO CUBICA DE ESTADO DE REDLICH-KWONG 
 
 Existem algumas distinções entre a equação de van der Walls e a Equação de Redlich-
Kwong entre elas estão as funções de volume da componente atrativa de pressão (do 
parâmetro a) são distintas e apresentam uma função de temperatura em sua forma, é 
denominado fator α. Pelo fato do parâmetro a ser valido apenas no ponto crítico (ponto 
crítico é utilizado para encontra-lo) é utilizado apenas para corrigi-lo em temperaturas 
distintas. O próprio van der Walls tinha como ponto preocupante o efeito da temperatura, 
então a forma da equação de Redlich-Kwong vem sendo satisfatória (TERRON, 2009). 
 A Equação de Redlich-Kwong é apresentada na 10 e 10.1: 
 
𝑃 =
𝑅𝑇
(Vm−𝑏)
−
𝑎𝛼
 𝑉𝑚(𝑉m+𝑏)
 → 𝑃 =
𝑅𝑇
(Vm−𝑏)
−
𝑎
T0,5 𝑉𝑚(𝑉m+𝑏)
 (10) 
 
Na equação acima 𝑉m é o valor especifico molar. 
 Do mesmo modo da equação de van der Walls, deriva-se a equação duas vezes no 
ponto crítico para se obtiver os parâmetros a e b definidos pelas equações 11, 12 o parâmetro 
𝛼 é definido pela equação 13: 
 
𝑎 = (
𝑅2𝑇𝐶
2
𝑃𝐶
) 𝛼 (11) 
 
27 
 
 
 
𝑏 = 0,086640
𝑅𝑇𝑐
𝑃𝑐
 (12) 
 
𝛼 =
1
𝑇𝑟
0,5 (13) 
 
A escolha dessa função não foi feita com embasamento teórico sendo assim pode ser 
encarada como uma modificação arbitraria inspirada em experiências de seus antecessores. 
 
2.9 EQUAÇÃO DE ESTADO CÚBICA DE SOAVE-REDLICH-KWONG 
 
 A equação de Soave-Redlich-Kwong tem a mesma forma da equação de Redlich-
Kwong, mas Soave utilizou dados de pressão de vapor de hidrocarbonetos com o parâmetro a 
e um novo parâmetro α e é definida pela equação 14: 
 
𝑃 =
𝑅𝑇
(𝑉m−𝑏)
−
𝑎𝛼
 𝑉m(𝑉m+𝑏)
 (14) 
 
Na equação acima 𝑉m é o valor especifico molar. 
 Os termos a e b são os mesmos e obtidos da mesma maneira que a equação de 
Redlich-Kwong 11 e 12, distinguindo-se apenas por α que pela equação 15: 
 
𝛼 = [1 + 𝑚 − 𝑇𝑟
0,5) ]
2
 (15) 
 
Nessa equação 𝑚 é dado pela equação 16: 
 
𝑚 = 0,480 + 1,574𝜔 − 0,176ω2 (16) 
 
ω = Fator acêntrico 
O fator m apresentado acima foi definido por Soave (1972), através do fator de 
compressibilidade, porém sua definição foge ao foco desse trabalho. 
 Como a equação anterior a equação de Soave-Redlich-Kwong é definida de maneira 
empírica (SOAVE, 1972). 
 
28 
 
 
 
2.10 EQUAÇÃO CÚBICA DE PENG-ROBINSON 
 
A equação de Peng-Robinson é uma equação que se destaca para calcular o equilíbrio 
de fases líquido-vapor na extração de óleos essenciais com CO2(SCF), com as anteriores foi 
obtida de maneia empírica se distinguindo apenas pelos paramentos que foram determinados 
por dados experimentais é definida pela equação 17: 
 
𝑃 =
𝑅𝑇
(𝑉−𝑏)
−
𝑎(𝑇)
𝑉(𝑉+𝑏)+(𝑉−𝑏)
 (17) 
 
Seus parâmetros a, b e 𝛼 são definidos pelas equações 18, 19 e 20 além disso pra que 
possam ser calculados se faz necessário o uso dos parâmetros 𝛼(𝑇, 𝜔) e m que são definidos 
pelas equações 21 e 22: 
 
𝑎(𝑇) = 𝑎(𝑇𝑐)𝛼(𝑇, 𝜔) (18) 
 
𝑏 = 0,07780 𝑇𝑐 𝑃𝐶⁄ (19) 
 
𝛼 = 045724(𝑟2𝑇𝑐
2)𝑃𝑐 (20) 
 
𝛼(𝑇, 𝜔) = (1 + 𝑚(1 − 𝑇𝑟
1
2⁄ ))
2
 (21) 
 
𝑚 = 0,37464 + 1,54226𝜔 − 0,26992𝜔2 (22) 
 
2.11 DIÓXIDO DE CARBONO COMO SOLVENTE 
 
O dióxido de carbono (CO2) é o solvente mais utilizado na extração supercrítica por 
possuir algumas propriedades especificas tias como pressão crítica aceitável e temperatura 
crítica não muito elevada, é uma substancia atóxica, não é inflamável e tem um custo 
relativamente baixo, o CO2 também é um excelente solvente para extração de compostos 
apolares (RUDZINSKI, 2000). 
O CO2 é frequentemente aplicado como fluido supercrítico na indústria de alimentos e 
de aromas por ser uma substancia atóxica, não carcinogênico, não inflamável, não ser 
29 
 
 
 
prejudicial à saúde humana quando inalado a baixas concentrações, por ser facilmente 
removido do material extraído e substitui alguns solventes orgânicos o que o torna 
ambientalmente correto. (MUKHOPADHYAY, 2000; DANH et al., 2009). 
Os Solventes possuem um papel de extrema importância na indústria. São conhecidos 
mais de 50 solventes disponíveis em grande escala, cada um com sua aplicação especifica, 
como: processos de extração, matéria-prima para fabricar outros produtos químicos, 
propelentes em aerossóis, na indústria de tintas, em cosméticos, entre outros. 
Recuperação e descarte de solventes pode ser um grande problema econômico e 
ambiental visto que a maioria deles é de origem orgânica e com isso podem ser nocivos ao 
meio ambiente e a saúde humana. A toxidade, suas propriedades de produto inflamável o 
contato do trabalhador nomanuseio e estocagem dos solventes são aspectos preocupantes 
entre os órgãos regulamentadores (SANSEVERINO, 2000). 
A vantagem dos FSC é o fato de possuírem propriedades intermediárias entre gases e 
líquidos, com a existência de uma condição ideal para processos e experimentos, através da 
variação da pressão ou temperatura. Uma vantagem é que a que a extração por fluidos 
supercríticos (ESC) traz é que o Dióxido de Carbono (CO2) é plenamente disponível como 
solvente, além de ser barato e inerte. 
O Dióxido de Carbono (CO2) tem a vantagem de sua polaridade poder ser aumentada 
com a adição de uma pequena quantidade de metanol, por exemplo, de forma que a mistura é 
ainda bem menos tóxica que muitos solventes orgânicos. 
Em uma escala industrial um dos primeiros e mais famosos processos que utilizam o 
CO2(SCF))como solvente é a descafeinação de grãos de café conhecido como processo de 
Hag. O CO2 supercrítico vem sendo utilizado em grande escala para extração em indústria de 
alimentos e perfumes, devido a necessidade da ausência de resíduos tóxicos ou substituição 
de solventes que danificam a camada de ozônio (SANSEVERINO, 2000). 
 Substâncias quando estão no estado supercrítico possuem tem como característica 
propriedades intermediárias entre um gás e um líquido, seus coeficientes de difusão são 
próximos de um gás excedendo em uma ou duas ordens a de um líquido viabilizando a 
transferência de massa outras características análogas a de um gás, estão, a baixa viscosidade 
e ausência de tensão superficial isso facilita a penetração em matrizes solidadas, porém os 
fluídos supercríticos apresentam densidades próximas a de um líquido o que aumenta sua 
capacidade solvente (TAYLOR, 1996; DE CASTRO at al., 2004). 
 
30 
 
 
 
 
2.12 EXTRAÇÃO DE ÓLEOS ESSENCIAIS POR DIÓXIDO DE CARBONO 
SUPERCRÍTICO 
 
Em Condição Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), o CO2 apresenta-se em 
forma de um gás inerte, inodoro e excetuando a sua forma sólida, é incolor, não-inflamável, 
não-tóxico e mais denso do que o ar. A Figura 5 Apresenta algumas propriedades físicas do 
Dióxido de Carbono (CO2) na CNTP. 
 
Figura 5- Propriedades físicas do CO2 puro na CNTP. 
Fórmula Molecular CO2 
Fórmula Estrutural O = C = O 
Peso Molecular 44,01 gmol/g 
Densidade em relação ao ar 0 ºC e 1 atm 1,529 
Massa específica do gás a 0 ºC e 1 atm 1,977 kg/m³ 
Volume específico do gás a 0 ºC e 1 atm 0,506 m³/kg 
Massa específica do líquido a 0 ºC e 1 atm 1034 kg/m³ 
Massa específica do sólido saturado a 1 atm 1562 kg/m³ 
Ponto triplo -56,6ºC e 5,12 atm 
Ponto crítico 31,6ºC e 73,7 atm 
Temperatura de sublimação -78,5 ºC 
Calor específico a pressão constante 0,111 kcal/kg 
Calor específico a volume constante 0,083 kcal/kg 
Calor latente de sublimação a 1 atm 136,4 kcal/kg 
Calor específico médio a pressão constante (1 atm, -50 a 20 ºC) 0,19 kcal/kg·ºC 
Viscosidade do gás a 21 ºC e 1 atm 0, 015 cp 
Viscosidade do líquido a 21 ºC e 1 atm 0,14 cp 
Fonte – Pitanga (2011) 
 
A extração de óleo essencial é realizada geralmente através do processo de destilação 
por arraste de vapor, esta técnica tem como maior trunfo o baixo custo operacional, porém, é 
necessário fazer uso de elevadas temperatura para que o processo possa ser realizado, 
consequentemente nesse processo ocorre a degradação dos compostos sensíveis ao calor, 
hidrólise e solubilização de água e de alguns compostos aromáticos. 
Além disso, destilação por arraste de vapor resulta em baixo rendimento e a 
impossibilidade de ajustar os parâmetros para controlar a seletividade de extração 
(DOGENSKI at all 2016). A Tabela 3 apresenta dados do Dióxido de Carbono (CO2)puro no 
ponto crítico. 
31 
 
 
 
Tabela 3- Propriedades do CO2 puro no ponto crítico. 
Temperatura / K Tc = (304,1282± 0,015) 
Pressão / atm Pc = (73,773± 0,0030 
Fator de Compressibilidade Zc=0,274 
Fator acêntrico ω=0,224 
Densidade / kg/m3 ρc = (467,6 ± 0,6) 
Fonte - Smith e Van Ness (2007) 
 
 A extração de óleos essenciais fazendo uso de fluido supercrítico é definida como 
uma operação unitária que explora as propriedades dos solventes acima de seus pontos 
críticos para extrair ou separar componentes. A aplicação de FSC começou pelo fato da 
observação que muitos gases com temperatura e pressão acima de seu ponto crítico 
aumentam seu poder de dissolução, essa técnica apesar de ter sido observada há bastante 
tempo, começou a ser explorada industrialmente relativamente há pouco tempo e pode 
substituir as técnicas tradicionais de extração (DE SOUZA et al, 2002) 
A ESC pode ser definida basicamente em duas etapas, a extração e a separação. Na 
etapa de extração, a matriz vegetal entra em contato com o solvente através de um sistema 
que pode ser continuo ou por batelada, na etapa de separação ocorre através de uma válvula 
de redução de pressão isso faz com que o solvente se expanda tornando-se insolúvel e acaba 
precipitando no coletor se parando-se do soluto, o solvente pode ser reciclado no processo ou 
não (HUNG AND UNGER, 1994). 
No caso da utilização de CO2 supercrítico a extração de óleos essenciais pode ser 
definida fazendo uso de diagramas de fases, em que o fluido supercrítico é conceituado como 
uma região a qual se encontra acima do ponto crítico da substância. O estado supercrítico é 
obtido mudando-se os valores de pressão e a temperatura de um gás ou de um líquido para 
valores específicos de forma que se altere o estado de agregação e, como consequência, 
modifique as propriedades da substância de interesse (LANÇAS at all, 2000). 
 Na comparação com os processos tradicionalmente utilizados, a ESC, tem muitas 
vantagens, entre elas o fato de que o dióxido de carbono não é um solvente tóxico, ele não é 
inflamável e de baixo custo, na separação do soluto do solvente se obtém um produto com 
uma pureza muito grande e o uso de temperaturas relativamente baixas evita a degradação 
das principais propriedades do produto. As desvantagens são: custo operacional maior e 
normalmente valores menores da solubilidade do soluto no solvente (DE SOUZA et al, 
2002). 
32 
 
 
 
 O dióxido de carbono (CO2) é empregado como solvente na extração supercrítica 
(ESC) por ser uma substância que não deixa resíduos tóxicos, não existe risco de degradação 
térmica nos princípios extraídos, e tem um custo relativamente baixo (MOHAMED; 
MANSOORI, 2002). 
O uso do CO2 como fluido supercrítico apresenta algumas vantagens como baixa 
pressão crítica (73 bar) e a temperatura crítica (31ºC) próxima a ambiente. Porém o uso do 
CO2 como solvente na ESC pode apresentar algumas desvantagens, por ser um solvente 
apolar, dificulta a extração de compostos polares e iônicos (RAMSAY et al., 1991 apud 
SANDI, 2003). 
 Geralmente as matrizes onde estão contidas o principio ativo desejado são sólidas, 
para que se realize a ESC é necessário que haja contato dessa matriz com o solvente 
supercrítico, a matriz solida porosa é geralmente denominada de substrato, ela forma um leito 
fixo através do fluido supercrítico, que escoa e extrai o principio ativo do substrato, 
normamente isso acontece como um processo de batelada em regime transiente (CARDOZO; 
1994) 
 A figura 6 mostra o esquema de ESC, em um recipiente liquido com bases porosa está 
contido o material a ser extraído, normalmente a matriz solida em que esta presente o 
principio ativo desejado, posteriormente a temperatura e pressão ideais para a extração do 
material são selecionadas e então o gás supercrítico é colocado em contato com a matriz 
solida na câmara de extração, até devolver completamente as frações desejadas. 
Após completar o ciclo de extração a solução (que é gás supercrítico com o ativo 
desejado) é transferida para o separador onde a pressão é mantida abaixo do ponto critico. 
Com isso o Dióxido de carbono (CO2) torna-se gasoso perdendo então suas propriedades de 
solvatação. É nesse momento que acontece a separaçãoe o soluto precipita para ser coletado. 
O Dióxido de carbono (CO2) passa por um trocador de calor e pode ser reutilizado no 
processo (MAUL at All; 1996). 
 
 
33 
 
 
 
Figura 6 - Fluxograma industrial da ESC. 
 
Fonte: adaptado de- Maul at All (1996) 
 
2.13 RESS - EXPANÇÃO RÁPIDA DE SOLUÇÕES SUPERCRÍTICAS 
 
A expansão rápida de soluções supercríticas ou (RESS) é o método em que uma 
solução é pressurizada através de um bico especifico, provocando uma mudança de fase 
termodinâmica extremamente rápida do soluto sólido numa forma micronizada. 
Este processo é atraente, devido à ausência de um solvente orgânico durante o 
processamento, mas a sua aplicação está limitada a alguns produtos razoavelmente solúveis 
em FSC (líquidos normalmente utilizados é o dióxido de carbono). 
O conceito básico de RESS foi descrita pela primeira vez há mais de um século, 
enquanto o desenvolvimento moderno começou após os trabalhos pioneiros de Krukonis e 
especificamente a equipe de pesquisa Bayyelle Intitute como apresentado na figura 7, um 
fluido supercrítico saturado com o substrato é expandido através de um injetor aquecido para 
dentro de uma câmara de baixa pressão, a fim de causar uma mudança de fase extremamente 
rápida do substrato em forma micronizada (ORLOVIĆ; 2005). 
 
34 
 
 
 
Figura 7- Ress (Expanção Rápida de Soluções Supercríticas). 
 
Fonte – Orlović (2005) 
 
 O fluxograma mostra que o dióxido de carbono (CO2) puro é pré-aquecido na 
temperatura de extração através de um permutador de calor e bombeado na pressão desejada, 
posteriormente é percolado para através de dH para a unidade de extração onde está contido o 
substrato S. Na unidade de precipitação a solução supercrítica que contem CO2 Supercrítico 
mais o princípio ativo desejado) é expandida através de um bocal onde é aquecida. 
Nesse processo são controlados vários fatores que afetam a expansão; a concentração 
do soluto, a temperatura de pré-expansão, as dimensões do bocal e condições de expansão do 
fundo. É possível manipular a densidade do solvente com a aplicação de um bocal de 
expansão e permite um certo grau de controle dependendo as características do soluto de 
nucleação a taxa de nucleação é definida como a equação 23: 
 
𝐽 = 𝜃𝛼𝑐𝑉2𝑚𝑜𝑙𝑉2
2√
2𝜎𝐺
𝜋𝑚2𝑚𝑜𝑙
 𝑒𝑥𝑝 (
Δ𝐺𝑐𝑟𝑖𝑡
𝐾𝐵𝑇
)=
Δ𝐺𝑐𝑟𝑖𝑡
𝐾𝐵𝑇
= 16
𝜋
3
 (
𝜎3𝑉2𝑚𝑜𝑙
2/3
𝐾𝑆𝑇
)
3
1
[𝑙𝑛𝑆−𝑉2 𝑚𝑐(𝑃2−𝑃2 5)(
1
𝐾𝐵𝑇
)]
2 (23) 
 
 Quando θ não é um fator isotérmico, αC é o fator de condensação, V2mol é o volume 
molecular do soluto, αG é a tensão interfacial, v2 é a concentração do soluto quando está na 
fase de vapor, p2 é a pressão parcial do solido P2S . A pressão de saturação do vapor do sólido, 
S a proporção de saturação, KB a constante de Boltzmann é T a temperatura absoluta 
(ORLOVIĆ; 2005). 
 
35 
 
 
 
2.14 MODELAGEM TERMODINÂMICA (EQUILÍBRIO DE FASES) 
 
Em sistemas compostos de CO2/Óleo é utilizado o equilíbrio líquido-vapor ou de 
solubilidade considerando o sistema como pseudo binário em que o equilíbrio é dado pela 
soluto/solvente (ARAÚJO, 1997). 
 Quando a substancia está em equilíbrio termodinâmico, propriedades como 
temperatura, pressão e suas concentrações ficam constantes nas fases envolvidas. A 
solubilidade de um soluto no estado supercrítico pode ser entendida como a máxima 
concentração do ativo a ser extraído que está presente na fase solvente, em equilíbrio com a 
concentração do extrato presente na fase sólida (BRUNNER, 1994). 
 O modelo de projeto termodinâmico de ESC depende do conhecimento dos dados de 
solubilidade, então é necessário conhecer antecipadamente os parâmetros e propriedades das 
espécies químicas a serem extraídas e do soluto para que o comportamento da modelagem 
possa ser modelado. 
 Os modelos mais utilizados incluem a aplicação de equações cubicas de estado, 
simulação computacional para se chegar a um modelo termodinâmico (GONZÁLES et al; 
2001). Pode-se definir solubilidade de um soluto em fluído supercrítico como a composição 
do extrato em alta pressão com o Dióxido de Carbono (CO2) em alta pressão que é a soma 
dos equilíbrios binários entre o soluto e seus compostos (FORNARI at al; 2009). 
 A modelagem termodinâmica tem como principal objetivo correlacionar dados 
experimentais que já existem e estimar o equilíbrio de fazes em regiões em que os dados 
experimentais estão indisponíveis (BRENNECKE, J. F., ECKERT; 1989). 
 
2.15 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR 
 
Para predizer o equilíbrio liquido-vapor em ESC são utilizados dois modelos: Ф = 𝑦 e 
Ф = Ф, o primeiro faz distinção de fazes usa a igualdade entre o fator de fugacidade da fase 
gás e o fator de atividade da fase líquida, porém é utilizado em baixas pressões, o segundo 
modelo não faz distinção entre fases e pode ser utilizado em altas ou baixas pressões e faz 
uso de apenas uma equação de estado para representar as fases fluidas (SILVA, 2013) 
Na hipótese de se utilizar equações de estado para calcular as propriedades das 
misturas de componentes, geralmente essa mistura é tratada como um pseudo componente 
puro com as mesmas temperaturas e pressões. Com a regra da mistura de van der Waals 
pode-se obter através das constantes (a e b) aplicada a componentes puros, abaixo o conjunto 
36 
 
 
 
de equações (24, 25, 26 e 27) para se obter as constantes na regra da mistura (DE SOUZA, 
2002) 
 
𝑎𝑚 = ∑ ∑ 𝑎𝑖𝑗𝑥𝑖𝑥𝑗𝑗𝑖 (24) 
 
𝑎𝑖𝑗 = 𝑎𝑗𝑖 = (1 − 𝐾𝑎𝑖𝑗)(𝑎𝑖𝑖𝑎𝑗𝑗)
1
2⁄ (25) 
 
𝑏𝑚 = ∑ ∑ 𝑏𝑖𝑗𝑥𝑖𝑥𝑗𝑗𝑖 (26) 
 
𝑏𝑖𝑗 = 𝑏𝑗𝑖 = (1 − 𝐾𝑏𝑖𝑗) (
𝑏𝑖𝑖+𝑏𝑗𝑗
2
) (27) 
 
Os parâmetros para mistura são: 𝑎𝑚 , 𝑏𝑚 e 𝑎𝑖𝑗 , 𝑏𝑖𝑗 os parâmetros para interação 
binaria são: 𝐾𝑎𝑖𝑗 , 𝑘𝑏𝑖𝑗 enquanto 𝑥𝑖 𝑒 𝑥𝑗 são as frações molares dos componentes i e j. 
O equilíbrio líquido-vapor em altas pressões de misturas contendo dióxido de carbono (CO2) 
e compostos presentes em espécies vegetais é de vital importância em nos cálculos de equilíbrio. O 
equilíbrio líquido-vapor é dado pela igualdade das fugacidades (𝑓) das fases na temperatura (T) e 
pressão (P) constantes para todos os componentes presentes na mistura, sendo que tal condição é 
apresentada equação 28: 
 
 𝑓
𝑙
𝑣(𝑇, 𝑃, 𝑦
𝑖
) = 𝑓
𝑙
𝐹𝑆𝐶(𝑇, 𝑃, 𝑥𝑖) 𝑖 = 1,2,3, … 𝑛 (28) 
 
Em que 𝑓𝑙
𝑣 é definido pela equação 29 
 
𝑓𝑙
𝑣 = 𝑦𝑖Ф𝑖
𝑣𝑃 e 𝑓𝑙
𝑆𝐶𝐹 = 𝑥𝑖Ф𝑖
𝑆𝐶𝐹𝑃 (29) 
 
e pode ser simplificada pela igualdade dos coeficientes de fugacidade como na 
equação 30 
 
Ф𝑖
𝑣𝑦𝑖 = Ф𝑖
𝑆𝐶𝐹𝑥𝑖 ...........(30) 
 
Na equação 𝑥𝑖 é a fração molar do componente 𝑖 na fase supercrítica, 𝑦𝑖 é fração 
molar do componente 𝑖 na fase vapor, Ф representa o coeficiente de fugacidade na mistura 
onde os sobrescritos L e V referente às fases líquido e vapor, respectivamente. 
37 
 
 
 
Para calcular os coeficientes de fugacidade são utilizadas equações cúbicas de estado, 
a equação que vem obtendo resultados mais satisfatórios é a equação proposta por Peng-
Robinson. Deve-se usar o equacionamento da isofugacidade do equilíbrio liquido vapor em 
altas pressões, nessas condições a fase líquida é compressível. 
Para determinar termodinamicamente o coeficiente de fugacidade usa-se a relação 
definida pela equação 31. 
 
ln(Ф𝑖) = 𝑙𝑛 (
𝑓𝑖
𝑥𝑖𝑃
) =
1
𝑅𝑇
∫ (𝑉𝑖
𝐿𝑃
0
− 𝑉𝑑)𝑑𝑝 (31) 
 
 Nessa equação 𝑉𝑖
𝐿 é o volume parcial molar do componente i na mistura e 𝑉𝑑 =
𝑅𝑇
𝑃
 
que é o volume molar do gás ideal nas mesmas condições de temperatura e pressão. 
 É bastante complexa a determinação da composição do equilíbrio de fases pelo 
cálculo da fugacidade sendo possível apenas usando programas computacionais, na fase 
fluida do dióxido de carbono (CO2) o cálculo do coeficiente de fugacidade Ф𝑖
𝐹𝑆𝐶 fica da 
seguinte maneira da equação 32 (ARAÚJO, 1997). 
 
ln(Ф𝑖) = 𝑙𝑛 (
𝑓𝑖
𝑥𝑖𝑃) =
𝑃𝑉𝑚
𝑅𝑇
− 1 + 𝑙𝑛 (
𝑉𝑑
𝑉𝑚−𝑏𝑚
) + (
(𝑎𝑚𝑏𝑚+2𝑏𝑚 ∑ 𝑦𝑗𝑎𝑖𝑗−2𝑎𝑚 ∑ 𝑦𝑖𝑏𝑖𝑗)
2√2𝑏𝑚
2 𝑅𝑇
) 𝑙𝑛
𝐴
𝐵
+
2(∑ 𝑦𝑖𝑏𝑖𝑗 − 𝑏𝑚) (
1
𝑉𝑚−𝑏𝑚
−
𝑎𝑚𝑉𝑚
𝑅𝑇𝑏𝑚(𝐴 𝐵)
) (32) 
 
O fator “A” da equação é dado pela equação 33 
 
 𝐴 = 𝑉𝑚 + 𝑏𝑚(1 − √2) (33) 
 
e o fator B da equação é dado pela equação 34 
 
 𝐵 = 𝑉𝑚 + 𝑏𝑚(1 + √2) (34) 
 
A presente equação é obtida através da equação 17 Peng-Robinson introduzida na 
equação 31 que determina o coeficiente de fugacidade com os respectivos parâmetros da 
38 
 
 
 
mistura e interação binaria da regra da mistura de van der Waals 24, 25, 26 e 27 (DE 
SOUZA, 2002) 
 
3 METODOLOGIA 
 
O presente trabalho foi realizado com fulcro em uma minuciosa pesquisa bibliográfica 
que engloba a apreciação de obras empresas e eletrônicas referentes ao tema do trabalho. 
As principais fontes consultadas foram livros de termodinâmica e físico-química, 
artigos científicos a partir do PORTAL CAPES, monografias, dissertações e teses, revisões. 
No presente trabalho a metodologia utilizada teve natureza explicativa e, análise de 
dados envolve a descrição de rotas em uma pesquisa qualitativa segundo proposto por Gil 
(2002. P.162-163). 
Este trabalho acadêmico é fundamentado em uma pesquisa bibliográfica que abrange 
a apreciação de obras impressas e eletrônicas referentes ao tema, extração com CO2(SCF), para 
sintetize deste trabalho. 
As fontes consultadas e abordadas aqui, incluem legislações, livros, artigos 
científicos, apostilas, monografias, trabalhos de conclusão de curso e dissertações. 
Os conteúdos das referências bibliográficas foram minuciosamente examinados, 
selecionados e sintetizados, com o intuito de alcançar todos os propósitos da pesquisa que se 
resume em levantar hipóteses e apresentar modelos de aplicação de Dióxido de Carbono 
supercrítico em processo industriais envolvendo a indústria farmacêutica e química. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Nesta parte do trabalho apresenta a avaliação de dois estudos dedicados à obtenção de 
óleos essenciais extraídos por Filippis (2001) com CO2(SCF) que são os óleos essenciais de 
Hon-Sho (Hn) e Ho-Sho (Ho), os quais serão definidas as características e posteriormente 
será feita a qualificação e quantificação. 
Hon-Sho e Ho-Sho (Hn e Ho) (Cinnamomum camphora (L.) J. Presl; sin: Laurus 
camphora L.) são duas árvores de origem asiática muito comum no Japão e China. Foram 
introduzidas no Brasil por volta de 1809 e se encontram por quase todo território nacional. 
A planta fornece um óleo amarelo do qual é extraído o óleo de canfora que tem 
importância industrial e também se extrai a canfora cristalizada, utilizada para fins medicinais 
e industriais, servindo de matéria prima para a produção de celuloide. 
39 
 
 
 
As duas espécies são morfologicamente similares, porém, apresentam composições 
distintas em seus óleos essenciais, o Hn (Cinnamomum camphora Ness e Eberm) é conhecido 
pelo alto teor de canfora, já o Ho (Cinnamomum camphora Ness e Eberm Var. Linaloolifera 
fujita) pelo alto teor de linalol e, por essa razão são consideradas variedades fisiológicas 
(ALZUGARAY, 1994; FRIZZO, 2000). A tabela 4 apresenta algumas características das 
arvores das quais o óleo essencial foi extraído: 
 
Tabela 4- Propriedades da matriz vegetal da qual os óleos essenciais foram extraídos. 
 Hn Ho 
Nome cientifico 
Cinnamomum camphora Ness 
e Eberm 
Cinnamomum camphora Ness 
e Eberm Var. Linaloolifera 
fujita 
Ativo do óleo essencial Canfora Linalol 
Tipo de substancia 
química 
Cetona Álcool 
Formula estrutural da 
molécula 
 
Utilização 
Mucolítico (formação de 
tecidos) 
Fabricação de Perfumes 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
Na figura 8(a) é mostrado o caule do Hn (Cinnamomum camphora Ness e Eberm) e 
na figura 8(b) o caule e frutos do Ho (Cinnamomum camphora Ness e Eberm Var. 
Linaloolifera fujita). 
Figura 8 - Caules e frutos do (a) Hn. e (b) Ho. 
 
(a) (b) 
Fonte: (a) Tun; Than, 2006. (b) Scentcillo, 2015. 
40 
 
 
 
Para o processo de extração é necessário um pré-tratamento das folhas e galhos, elas 
foram colhidas e colocadas em um secador por sete dias a 21,1° C e 50% de umidade relativa 
dor ar. Posteriormente as folhas foram moídas de acordo com uma modelagem, foram 
escolhidas faixas granulométricas de acordo com parâmetros predeterminados pela 
modelagem, na Tabela 5 são mostrados os principais parâmetros do processo: 
 
Tabela 5 - Parâmetros do Processo de extração. 
Parâmetros Nível alto Nível Baixo 
Temperatura / °C 40,00 60,0 
Diâmetro da partícula /mm 0,09 0,5 
Vazão / mL.min-1 0,50 2,0 
Pressão / Bar 90,00 120,0 
Fonte - Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Para o solvente, CO2(SCF), existem outros parâmetros que devem ser levados em 
consideração, os mais importantes são viscosidade e densidade que estão diretamente ligados 
às mudanças de temperatura e pressão e são de extrema importância para se determinar o 
poder de solvatação. 
No caso da densidade mantendo-se a temperatura constante e elevando a pressão a 
densidade aumenta, mantendo-se a pressão constante e baixando a pressão a densidade 
diminui. Em relação à viscosidade elevando-se a temperatura em pressões ela aumenta, agora 
com pressões elevadas juntamente com o aumento da temperatura ela diminui. 
A solubilidade esta diretamente ligada à densidade do solvente, que como descrito 
esta diretamente ligada aos valores de temperatura e pressão, em consequência disso é 
possível controlar a solubilidade de acordo com o que se deseja extrair, não existe um valor 
de solubilidade ideal, o que existe é solubilidade compatível com cada soluto que se deseja 
extarir. 
O processo de extração é análogo aos processos descritos nesse trabalho, em principio 
a matriz vegetal é depositada no vaso extrator, o CO2(SCF) nas condições predeterminadas 
passa por essa matriz e como solvente que é extrai o óleo essencial, posteriormente o CO2(SCF) 
juntamente com o óleo essencial é transportado para o vaso de precipitação onde é 
despressurizado até virar gás e reciclado, nesse vaso resta apenas o óleo essencial. 
Com intuito de demonstrar as análises qualitativas dos óleos essenciais descritos, 
serão apresentados alguns dados da extração feita por Filippis, F. M. D. (2001): 
41 
 
 
 
Esses parâmetros utilizados são uteis para posteriormente verificar-se qual a melhor 
forma de extração, modificando as variáveis pode-se descobrir em quais condições o óleo 
essencial é extraído com mais eficiência e qualidade. 
O tempo de extração foi fixado em 30 minutos e a metodologia é chamada de “projeto 
de experimentos”, esse tipo de metodologia apresenta inúmeras vantagens, é muito simples 
de ser analisada, são adequados quando existem muitos fatores a serem investigados. 
Em seguida na Tabela 6 são apresentados os resultados experimentais e os parâmetros 
de caracterização de Hn e do Ho para extração. Nesta tabela são apresentados alguns dados 
experimentais obtidos por Filippis, F. M. D. (2001) nas folhas moídas, esses dados 
antecederam a extração. 
Nas Tabelas 7 e 8 são mostrados alguns dados dos parâmetros utilizados no processo 
de extração, tanto para o Hn quanto para o Ho, esses parâmetros são as variadas temperaturas 
de extração, o diâmetro da partícula as variadas vazões de CO2(SCF) e as pressões utilizadas. 
 
Tabela 6 - Parâmetros matriz da experimental utilizados nas extrações. 
Amostra * /°C **Øp / mm ***Q / mL.min-1 ****p / Bar 
01 40 0,09 0,5 90 
02 60 0,09 0,5 90 
03 40 0,503 0,5 90 
04 60 0,503 0,5 90 
05 40 0,09 2,0 90 
06 60 0,09 2,0 90 
07 40 0,503 2,0 90 
08 60 0,503 2,0 90 
09 40 0,09 0,5 120 
10 60 0,09 0,5 120 
11 40 0,503 0,5 120 
12 60 0,503 0,5 120 
13 40 0,09 2,0 120 
14 60 0,09 2,0 120 
15 40 0,503 2,0 120 
16 60 0,503 2,0 120* = Temperatura do solvente 
**Ø = Diâmetro da Partícula 
***Q = vazão 
****p = Pressão 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
 
 
 
 
 
42 
 
 
 
Tabela 7 - Dados experimentais para o Hn. 
Amostra *mp / g **hl / mm ***vt / cm³ ****vl / cm³ *****ε 
01 1,5083 33,91 3,147 1,625 0,484 
02 1,5048 36,71 3,407 1,622 0,524 
03 1,5014 39,05 3,624 1,618 0,554 
04 1,5040 39,10 3,628 1,621 0,553 
05 1,5044 36,59 3,395 1,621 0,523 
06 1,5017 36,16 3,355 1,618 0,518 
07 1,5050 38,47 3,570 1,622 0,546 
08 1,5041 38,05 3,531 1,621 0,541 
09 1,5053 35,36 3,281 1,622 0,506 
10 1,5011 37,86 3,513 1,618 0,540 
11 1,5068 38,45 3,568 1,624 0,545 
12 1,5004 38,27 3,551 1,617 0,545 
13 1,5027 36,86 3,421 1,619 0,527 
14 1,5015 34,86 3,235 1,618 0,500 
15 1,5004 39,00 3,619 1,617 0,553 
16 1,5019 38,36 3,559 1,618 0,545 
*mp = Massa da planta 
**hl = Altura do leito 
***vt = Volume total 
****vl = Volume do leito 
*****ε = Porosidade da planta 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
A Tabela 8 apresenta os dados experimentais, parâmetros de extração e caracterização 
para Hn e na Tabela 9, os resultados das extrações dos óleos, percentuais de óleo essencial 
extraído em relação à massa da planta tanto para o Hn quanto para o Ho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
 
 
Tabela 8 - Dados experimentais para o Ho. 
Amostra *mp / g **hl / mm ***vt / cm³ ****vl / cm³ *****ε 
01 1,5043 29,86 2,771 1,551 0,440 
02 1,5023 32,81 3,045 1,549 0,491 
03 1,5069 37,86 3,513 1,554 0,558 
04 1,5050 38,02 3,528 1,52 0,560 
05 1,5055 33,16 3,077 1,552 0,496 
06 1,5012 37,82 3,510 1,548 0,559 
07 1,5062 38,37 3,561 1,553 0,564 
08 1,5035 38,33 3,557 1,550 0,564 
09 1,5030 32,95 3,058 1,549 0,493 
10 1,5012 31,86 3,957 1,548 0,477 
11 1,5022 36,65 3,401 1,549 0,545 
12 1,5035 37,48 3,478 1,550 0,554 
13 1,5004 34,84 3,233 1,547 0,522 
14 1,5015 33,86 3,096 1,548 0,500 
15 1,5038 37,50 3,480 1,550 0,555 
16 1,5008 37,26 3,458 1,547 0,553 
*mp = Massa da planta 
**hl = Altura do leito 
***vt = Volume total 
****vl = Volume do leito 
*****ε = Porosidade da planta 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Como citado, os óleos essenciais de Hon-Sho e Ho-Sho contém os compostos Canfora 
Linalol, a fim de quantificar o óleo essencial extraído, foi realizado uma análise 
cromatográfica em um cromatógrafo a gás HP Hewlett Packard Agilent 6890 GC, para 
quantificação foi utilizado o método do padrão interno que consiste na adição de uma solução 
padrão de concentração já conhecida, a solução utilizada foi o 3-octanol 97%. 
Desta forma calculou-se não apenas o rendimento da extração, mas também a 
composição dos óleos essenciais, na tabelas 9 são mostrados os rendimentos da extração para 
Hon-Sho e Ho-Sho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 
 
 
Tabela 9 - Rendimentos de óleo essencial (massa de óleo/massa de planta). 
Amostra Hn / % de extração Ho / % de extração 
01 2,22 1,82 
02 1,72 1,8 
03 2,62 1,39 
04 1,78 1,04 
05 2,33 2,04 
06 2 2,58 
07 1,97 1,5 
08 2,25 1,58 
09 1,71 1,91 
10 1,92 2,13 
11 2,16 1,64 
12 2,11 1,88 
13 2,26 2,18 
14 2,35 2,33 
15 1,84 2,13 
16 1,64 1,91 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Na tabela 10 são mostrados os cálculos das áreas da cromatografia feitas para os óleos 
essenciais de Hn e Ho. 
 
Tabela 10 - Composição do óleo essencial de Hn e Ho 
Amostra % Linalol % Cânfora % Outros 
 Hn Ho Hn Ho Hn Ho 
01 0,6 74,3 76,1 0,4 23,3 25,3 
02 0,6 85,0 83,8 0,4 15,6 14,7 
03 0,3 76,3 67,1 0,4 32,6 23,4 
04 0,3 83,8 77,8 0,4 21,8 15,8 
05 0,6 78,2 76,7 0,3 22,7 21,5 
06 0,6 79,6 79,1 0,4 20,3 20,1 
07 0,3 86,0 74,5 0,4 25,2 13,6 
08 0,3 81,3 76,6 0,4 23,1 18,3 
09 0,6 71,0 75,8 0,3 23,6 28,7 
10 0,6 74,7 77,9 0,3 21,6 24,8 
11 0,3 78,3 75,2 0,4 24,5 21,3 
12 0,3 81,1 76,5 0,4 23,2 18,5 
13 0,5 73,7 74,2 0,3 25,3 26,0 
14 0,5 74,2 72,3 0,3 27,1 25,4 
15 0,3 61,8 74,6 0,3 25,1 37,9 
16 0,4 74,6 78,0 0,4 21,6 25,0 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
No trabalho de Filippis, F. M. D. (2001) foram feitas hidrodestilações no aparelho 
Clevenger, para efeito de comparação dos óleos essenciais extraídos com CO2(SCF) ao com o 
45 
 
 
 
método convencional. A tabela 11 mostra a comparação do rendimento da ESC com a 
Hidrodestilação: 
Comparação dos rendimentos da ESC e Hidrodestilação (massa óleo essencial/massa 
de planta) 
 
Tabela 11 - Comparação dos rendimentos dos óleos extraídos 
 Hn% Ho % 
CO2(SCF) 3,395 2,393 
Hidrodestiação 3,526 3,187 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Na tabela 12 é mostrado o tempo de retenção dos componentes encontrados no óleo 
essencial de Hn extraídos através de hidrodestialção. 
 
 
Tabela 12 - Resultados da cromatografia qualitativos dos componentes do Hn. 
Pico Composto Tempo de retenção / min 
01 α-pineno 4,62 
02 Canfeno 5,95 
03 Sabineno 7,67 
04 α-felandreno 10,89 
05 β-Myrceno 11,31 
06 Limoneno 12,67 
07 α-Terpinoleno 17,12 
08 Cânfora 27,34 
09 Trans-cariofileno 30,82 
10 Terpinino 31,43 
11 α-pineno 33,63 
12 β-fenchil álcool 35,18 
13 Germanacrene 36,11 
14 Propeno 63,56 
15 Ciclopentadecanone 70,14 
16 Ácido-9octadecenóico 70,49 
17 1-Heptadecine 72,07 
18 1,2 – Epoxi-11vinilciclododeceno 72,38 
Fonte – Adaptada pelo autor a partir de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Na tabela 13 é mostrado o tempo de retenção dos componentes encontrados no óleo 
essencial de Ho extraídos através de hidrodestialção. 
 
46 
 
 
 
 
Tabela 13– Resultados da cromatografia qualitativa dos componentes Ho. 
Pico Composto Tempo de retenção / min 
01 α-pineno 4,76 
02 Tujeno 4,94 
03 Canfeno 6,1 
04 2-β-pipeno 7,87 
05 Sabineno 8,77 
06 δ-carene 10,21 
07 1-Felandrene 11,12 
08 β-Mirceno 11,53 
09 Limoneno 12,9 
10 Biciclohexano 13,3 
11 Cis-ocimeno 15,34 
12 γ-Terpineno 15,45 
13 Trans-β-ocimeno 16,15 
14 Benzeno 16,75 
15 α-Terpinoleno 17,1 
16 Terpinoleno 17,33 
17 Óxido de Linalol 24,95 
18 Epoxinalol 26,2 
Fonte – Adaptada de Filippis, F. M. D. (2001) 
 
Embora o rendimento de extração entre os dois processos terem sido 
aproximadamente iguais, a extração com CO2(SCF) apresentou pureza superior ao extraído 
com hidrodetilação. A composição do óleo extraído pelo segundo método apresentou 
componentes não oxigenados numa taxa superior ao extraído com CO2(SCF). 
 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Atendendo aos objetivos propostos, este trabalho definiu o óleo essencial, demonstrou 
alguns aspectos físico-químicos importantes para a extração com SCF, e CO2(SCF) como 
solvente, apresentou a modelagem