Extrações por solvente

Tipos de extrações por solvente

Extração por solvente é um método de separação que envolve a separação de metais ou compostos valiosos usando um solvente. O solvente será usado para dissolver o composto alvo ou aerá-lo e absorvê-lo, deixando para trás o material não desejado.

O procedimento geral envolve a mistura do extrator ou solvente com o material de alimentação ou solução. Após a mistura, são formadas duas fases, a saber, a fase de extração e a fase de refino. A fase de extração contém o material valioso extraído, enquanto a fase de refino contém o material de rejeito. As duas fases são separadas e podem ocorrer outros processamentos.

Alguns métodos de extração comumente usados que se enquadram nesta categoria incluem:

• Extração Líquido-Líquido

  Também conhecido como extração por solvente de óleos essenciais, este método de extração envolve o uso de solventes líquidos para separar compostos de um líquido formando duas camadas líquidas diferentes. Técnicas como emulsificação alcalina, extração, acidificação e separação por gravidade são geralmente empregadas para extrair óleos essenciais de diferentes materiais.

• Extração por Fluido Supercrítico

  A extração por fluido supercrítico (SFE) envolve o uso de fluidos supercríticos como solventes para conduzir extrações. Sob certas condições de temperatura e pressão, a substância se torna um gás e sua densidade é semelhante à de um líquido. Solventes orgânicos como dióxido de carbono são comumente usados neste método. É popular para extração de alimentos; por exemplo, a cafeína é extraída do café usando SFEs.

• Extração Sólido-Solvente

  No método de extração sólido-solvente, a matéria solúvel do sólido é dissolvida por um solvente, e o líquido contendo o extrato é posteriormente separado. Este é um método de extração muito simples. Alguns equipamentos usados para este método incluem extratores sólido-solvente assistidos por micro-ondas.

Especificações e manutenção de extrações por solvente

Geralmente, as especificações para o aparelho de extração por solvente variam dependendo do modelo. No entanto, alguns aspectos podem permanecer os mesmos.

• Material

  O equipamento de extração terá materiais de aço inoxidável, como aço 316L ou 304. Os materiais são resistentes à ferrugem, altas temperaturas e corrosão. Ao mesmo tempo, eles têm boa ductilidade, o que os torna ideais para uso industrial. Além disso, esses aços inoxidáveis são fáceis de limpar e higiênicos, o que os torna adequados para uso alimentar e medicinal.

• Sistema de Controle Automatizado

  O sistema de controle automatizado terá diferentes níveis de automação, que podem incluir manual, semi-automático ou totalmente automatizado. O sistema controla vários parâmetros, como pressão, temperatura e tempo. Ele também os monitora com precisão para permitir uma extração consistente. Com a automação, o aparelho pode funcionar por longas horas sem necessidade de operação supervisionada. Isso ajuda a reduzir os custos de mão de obra e melhorar a eficiência. Além disso, o sistema automatizado pode ter uma interface de tela sensível ao toque para fácil controle e ajustes.

• Solvente de Extração

  Como mencionado anteriormente, os tipos de solventes possíveis variam. O etanol é o solvente mais comumente usado em extrações.

• Capacidade de Produção

  A capacidade de produção da máquina de extração depende principalmente da matéria-prima utilizada e do tipo. A unidade pode fazer vários litros por lote. No entanto, grandes unidades de extração industriais podem produzir extrações de 1000 litros ou mais em um único lote.

• Sistema de Vácuo ou Bomba

  A máquina de extração pode ter uma bomba integrada ou externa. Algumas unidades oferecem um vácuo de jato de água, enquanto outras têm uma bomba de palhetas rotativas. Máquinas de extração em escala industrial podem ter um sistema de vácuo centralizado para servir várias unidades.

• Pressão de Ruptura

  Uma máquina de extração terá uma pressão de ruptura de teste para indicar quanta pressão ela pode suportar em uma extração crítica. A pressão está em psi (pressão por polegada) e é determinada por meio de testes de pressão.

Manutenção

O cronograma de manutenção da máquina de extração variará de acordo com o modelo do aparelho e o fabricante. Algumas práticas gerais são enxaguar o extrator a cada 2-4 meses. A limpeza diária do aparelho vazio é necessária. Após extrair o material, lave a máquina com etanol e água. Alguns fabricantes recomendam o uso de detergente na solução de lavagem para remover qualquer resíduo. Os operadores devem sempre usar um pano limpo e seco após enxaguar a máquina para remover o excesso de água e evitar corrosão.

Aplicações de extrações por solvente

Extrações por solvente são aplicadas em diversas indústrias e indústrias alimentícias de extração de materiais sólidos.

• Nas indústrias alimentícias, a extração líquido-sólido é preferida, com exemplos sendo chá e café. Além disso, processos de extração de alimentos, como sabores alimentares, fragrâncias, vitaminas B e A, especiarias, aromas e óleos comestíveis são realizados por meio de extrações por solvente. Além disso, amostras de extração de alimentos sólidos são submetidas à extração por solvente para análise de remoção de contaminantes.
• Indústrias farmacêuticas e biomédicas realizam extrações por solvente em materiais vegetais e animais para obter produtos medicinais naturais, esteroides, antibióticos e alcalóides. Esses produtos químicos são usados em várias situações estressantes no corpo das pessoas e devem ser de ótima qualidade, exigindo assim extração por solvente para sua extração.
• A indústria química depende muito das técnicas de extração por solvente. Eles são usados para separar e purificar compostos, extrair metais valiosos e remover impurezas. A extração por solvente é particularmente útil nas indústrias petroquímica, hidrometalúrgica e de tratamento de água residual. Na indústria petroquímica, a extração por solvente é usada para separar e purificar vários produtos químicos derivados do petróleo, como solventes, lubrificantes e aditivos. Na indústria hidrometalúrgica, a extração por solvente é usada para extrair metais valiosos de minérios e soluções, como cobre, níquel, cobalto e terras raras. A extração por solvente também é usada na indústria química para tratamento de água residual para remover substâncias tóxicas e poluentes de efluentes industriais por meio de agentes de extração por solvente seletivos.
• Indústrias ambientais também utilizam métodos de extração por solvente, especialmente durante os processos de remediação de solos. O solo contaminado é tratado extraindo poluentes por meio de técnicas de extração por solvente.

Estes são alguns exemplos das muitas aplicações de extração por solvente em diferentes indústrias.

Como escolher solventes para extrações

Escolher os solventes adequados para extração líquido-líquido por solvente ou outras extrações é crucial para o sucesso do procedimento de extração e a qualidade do material extraído. Aqui estão os principais fatores a serem considerados ao selecionar um solvente de extração:

• Solubilidade: A principal função dos solventes de extração é solubilizar os compostos alvo, mantendo outros compostos fora. Selecione um solvente que possa dissolver os solutos de interesse, incluindo drogas, produtos naturais, etc.
• Polaridade: A eficiência da extração pode ser significativamente influenciada pela polaridade do solvente de extração. Para garantir a melhor recuperação possível dos compostos alvo, é essencial combinar a polaridade do solvente com a polaridade dos compostos a serem extraídos.
• Seletividade: Alguns solventes têm propensão a solubilizar compostos específicos mais do que outros. Para obter os compostos desejados e reduzir a presença de compostos indesejados, selecione os solventes com a seletividade para os compostos alvo.
• Segurança e toxicidade: A segurança e a toxicidade do processo de extração devem ser consideradas tanto pelo pessoal quanto pelo meio ambiente. Selecione solventes de baixa toxicidade e seguros para manusear e descartar.
• Custo e disponibilidade: A praticidade do procedimento de extração pode ser influenciada pelo custo e acessibilidade do solvente de extração. Escolha solventes que estejam facilmente disponíveis e dentro do orçamento para garantir consistência e custo-efetividade no procedimento de extração.
• Estabilidade de pH: Algumas extrações, como extrações ácido-base, precisam de soluções tampão. É crucial levar em consideração a estabilidade de pH nessas circunstâncias; selecione um tampão que seja estável em pH e capaz de tamponar com sucesso a solução durante o procedimento de extração.

Perguntas frequentes sobre extrações por solvente

P1: Qual a diferença entre extração sólido-líquido e extração líquido-líquido em métodos de extração por solvente?

A1: Na extração sólido-líquido, o soluto é sólido e o solvente é líquido, enquanto na extração líquido-líquido, tanto o soluto quanto o solvente são líquidos. Além disso, a extração sólido-líquido é uma operação de uma única etapa, enquanto a extração líquido-líquido é geralmente multifacetada.

P2: Quais são algumas vantagens e desvantagens da extração por solvente?

A2: A principal vantagem da extração por solvente é que ela pode separar substâncias que estão presentes em concentrações muito baixas. A extração por solvente também pode purificar e concentrar o material desejado. No entanto, o processo envolve o uso de solventes, que podem ser prejudiciais ao meio ambiente ou à saúde humana. Os solventes devem ser recuperados e reutilizados ou descartados adequadamente para evitar a poluição.

P3: Quais são algumas alternativas à extração por solvente?

A3: A extração por fluido supercrítico (SFE) e as técnicas de extração à base de água são algumas alternativas à extração por solvente. A SFE usa um fluido supercrítico, geralmente dióxido de carbono, como solvente de extração. Este método tem a vantagem de não usar solventes nocivos e produzir menos resíduos perigosos. Os métodos de extração à base de água incluem extração líquido-líquido usando água como solvente ou fase aquosa de micro-extração.