Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
Texto Completo: | http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7472 |
Resumo: | The supercritical extraction emerged at the last decades as a green technology and as an alternative process to produce natural products and food. The process of supercritical extraction, using CO2 as a solvent, has been extensively studied, but there are fewer works about scale-up. Therefore, this work proposes to study the industrial supercritical fluid extraction of caffeine from yerba mate to produce decaffeinated yerba mate, an innovative product in the market, and caffeine, a product that has equal or even more value in the market than the main product. Design basis of this work are the experimental results of supercritical extraction in pilot scale and the appliance of a scale-up method based on the maintenance of the solvent mass flow and the raw-material mass flow proportion. Thus, process data sheet of main equipment were generated: extraction vessel, heat exchanger and high pressure pump. The maximum daily caffeine extraction capacity was estimated at two tons and the solvent mass flow rate of 22 t/h was obtained from the equation residence time of the solvent, maintaining constant the porosity of the 0.79 bed obtained in scale pilot. In addition, a process flow diagram was proposed for an industrial scale plant supercritical extraction of caffeine from yerba mate. |
id |
P_RS_acce5ff47d07e476151e8a67a3c395a1 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:tede2.pucrs.br:tede/7472 |
network_acronym_str |
P_RS |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
repository_id_str |
|
spelling |
Cassel, Eduardo436.316.060-87http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723188A7014.492.190-12http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4592173J3Petersen, Helena de Souza2017-06-30T17:34:35Z2017-03-27http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7472The supercritical extraction emerged at the last decades as a green technology and as an alternative process to produce natural products and food. The process of supercritical extraction, using CO2 as a solvent, has been extensively studied, but there are fewer works about scale-up. Therefore, this work proposes to study the industrial supercritical fluid extraction of caffeine from yerba mate to produce decaffeinated yerba mate, an innovative product in the market, and caffeine, a product that has equal or even more value in the market than the main product. Design basis of this work are the experimental results of supercritical extraction in pilot scale and the appliance of a scale-up method based on the maintenance of the solvent mass flow and the raw-material mass flow proportion. Thus, process data sheet of main equipment were generated: extraction vessel, heat exchanger and high pressure pump. The maximum daily caffeine extraction capacity was estimated at two tons and the solvent mass flow rate of 22 t/h was obtained from the equation residence time of the solvent, maintaining constant the porosity of the 0.79 bed obtained in scale pilot. In addition, a process flow diagram was proposed for an industrial scale plant supercritical extraction of caffeine from yerba mate.A extração supercrítica emergiu nas últimas décadas como uma tecnologia verde promissora e uma alternativa para o processamento de alimentos e produtos naturais. O processo de extração supercrítica, utilizando CO2 como solvente, vem sendo extensivamente estudado, mas poucos ainda são os trabalhos que visam o escalonamento do processo. Logo, este trabalho propõe estudar o processo industrial de extração supercrítica de cafeína a partir da erva-mate, que tem como meta produzir erva-mate descafeínada, produto inovador no mercado, e cafeína, um subproduto tão ou mais valorizado que o produto principal. A base de cálculo são os experimentos realizados em escala piloto e a utilização de método de aumento de escala que propõe a manutenção de proporção de massa de solvente e massa de matéria-prima. Sendo assim, foram geradas folhas de dados de processo para os principais equipamentos: vaso extrator, trocadores de calor e bomba de alta pressão. A capacidade diária máxima de extração de cafeína foi prevista em duas toneladas e a vazão mássica de solvente de 22 toneladas/hora foi obtida a partir do equacionamento de tempo de residência do solvente, mantendo constante a porosidade do leito de 0,79 obtida em escala piloto. Além disto, foi proposto um fluxograma para uma planta em escala industrial de extração supercrítica da cafeína a partir da erva mate.Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T17:34:35Z No. of bitstreams: 1 DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf: 655908 bytes, checksum: 7c6cf0da861a822fa2beba34ea724e4b (MD5)Made available in DSpace on 2017-06-30T17:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf: 655908 bytes, checksum: 7c6cf0da861a822fa2beba34ea724e4b (MD5) Previous issue date: 2017-03-27application/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/169369/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPUCRSBrasilFaculdade de EngenhariaIlex ParaguariensisDescafeinizaçãoExtração SupercríticaEscala IndustrialENGENHARIASProjeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mateProcess study of caffeine supercritical extraction from yerba mateinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-7432719344215120122600600600-6557705727614397854518971056484826825info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSTHUMBNAILDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.jpgDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.jpgimage/jpeg4042http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/5/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.jpg95a6f6e6ef56432b28a7a4a49004c986MD55TEXTDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.txtDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.txttext/plain102396http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/4/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.txt02de0de4ee405dfc0bc7619c246efbddMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8610http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/3/license.txt5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1beMD53ORIGINALDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdfDIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdfapplication/pdf655908http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/2/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf7c6cf0da861a822fa2beba34ea724e4bMD52tede/74722017-07-01 12:01:46.101oai:tede2.pucrs.br:tede/7472QXV0b3JpemHDp8OjbyBwYXJhIFB1YmxpY2HDp8OjbyBFbGV0csO0bmljYTogQ29tIGJhc2Ugbm8gZGlzcG9zdG8gbmEgTGVpIEZlZGVyYWwgbsK6OS42MTAsIGRlIDE5IGRlIGZldmVyZWlybyBkZSAxOTk4LCBvIGF1dG9yIEFVVE9SSVpBIGEgcHVibGljYcOnw6NvIGVsZXRyw7RuaWNhIGRhIHByZXNlbnRlIG9icmEgbm8gYWNlcnZvIGRhIEJpYmxpb3RlY2EgRGlnaXRhbCBkYSBQb250aWbDrWNpYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgQ2F0w7NsaWNhIGRvIFJpbyBHcmFuZGUgZG8gU3VsLCBzZWRpYWRhIGEgQXYuIElwaXJhbmdhIDY2ODEsIFBvcnRvIEFsZWdyZSwgUmlvIEdyYW5kZSBkbyBTdWwsIGNvbSByZWdpc3RybyBkZSBDTlBKIDg4NjMwNDEzMDAwMi04MSBiZW0gY29tbyBlbSBvdXRyYXMgYmlibGlvdGVjYXMgZGlnaXRhaXMsIG5hY2lvbmFpcyBlIGludGVybmFjaW9uYWlzLCBjb25zw7NyY2lvcyBlIHJlZGVzIMOgcyBxdWFpcyBhIGJpYmxpb3RlY2EgZGEgUFVDUlMgcG9zc2EgYSB2aXIgcGFydGljaXBhciwgc2VtIMO0bnVzIGFsdXNpdm8gYW9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBhIHTDrXR1bG8gZGUgZGl2dWxnYcOnw6NvIGRhIHByb2R1w6fDo28gY2llbnTDrWZpY2EuCg==Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2017-07-01T15:01:46Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Process study of caffeine supercritical extraction from yerba mate |
title |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
spellingShingle |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate Petersen, Helena de Souza Ilex Paraguariensis Descafeinização Extração Supercrítica Escala Industrial ENGENHARIAS |
title_short |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
title_full |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
title_fullStr |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
title_full_unstemmed |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
title_sort |
Projeto de engenharia do processo de extração supercrítica de cafeína da erva mate |
author |
Petersen, Helena de Souza |
author_facet |
Petersen, Helena de Souza |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Cassel, Eduardo |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
436.316.060-87 |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723188A7 |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
014.492.190-12 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4592173J3 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Petersen, Helena de Souza |
contributor_str_mv |
Cassel, Eduardo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Ilex Paraguariensis Descafeinização Extração Supercrítica Escala Industrial |
topic |
Ilex Paraguariensis Descafeinização Extração Supercrítica Escala Industrial ENGENHARIAS |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS |
description |
The supercritical extraction emerged at the last decades as a green technology and as an alternative process to produce natural products and food. The process of supercritical extraction, using CO2 as a solvent, has been extensively studied, but there are fewer works about scale-up. Therefore, this work proposes to study the industrial supercritical fluid extraction of caffeine from yerba mate to produce decaffeinated yerba mate, an innovative product in the market, and caffeine, a product that has equal or even more value in the market than the main product. Design basis of this work are the experimental results of supercritical extraction in pilot scale and the appliance of a scale-up method based on the maintenance of the solvent mass flow and the raw-material mass flow proportion. Thus, process data sheet of main equipment were generated: extraction vessel, heat exchanger and high pressure pump. The maximum daily caffeine extraction capacity was estimated at two tons and the solvent mass flow rate of 22 t/h was obtained from the equation residence time of the solvent, maintaining constant the porosity of the 0.79 bed obtained in scale pilot. In addition, a process flow diagram was proposed for an industrial scale plant supercritical extraction of caffeine from yerba mate. |
publishDate |
2017 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2017-06-30T17:34:35Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2017-03-27 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7472 |
url |
http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7472 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.program.fl_str_mv |
-7432719344215120122 |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
600 600 600 |
dc.relation.department.fl_str_mv |
-655770572761439785 |
dc.relation.cnpq.fl_str_mv |
4518971056484826825 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
PUCRS |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Faculdade de Engenharia |
publisher.none.fl_str_mv |
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) instacron:PUC_RS |
instname_str |
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) |
instacron_str |
PUC_RS |
institution |
PUC_RS |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/5/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.jpg http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/4/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf.txt http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/3/license.txt http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7472/2/DIS_HELENA_DE_SOUZA_PETERSEN_COMPLETO.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
95a6f6e6ef56432b28a7a4a49004c986 02de0de4ee405dfc0bc7619c246efbdd 5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1be 7c6cf0da861a822fa2beba34ea724e4b |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) |
repository.mail.fl_str_mv |
biblioteca.central@pucrs.br|| |
_version_ |
1799765327136948224 |