Teses e Dissertações
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Item Recuperação de aromas do café solúvel pelo processo de pervaporação(Universidade Federal do Paraná, 2015-03-16) Weschenfelder, Thiago Andre; Scheer, Agnes de PaulaDurante o processo de obtenção do café solúvel ocorrem transformações e perdas aromáticas, que modificam quantitativamente e qualitativamente a fração de compostos voláteis. A pervaporação é um processo de separação por membranas que já vem sendo relatado na literatura para a recuperação de aromas de frutas e sucos de frutas, sendo uma alternativa tecnológica para a indústria de café solúvel devido a não necessidade de adição de compostos químicos e operação em temperaturas amenas. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um processo de pervaporação para recuperação de aromas provenientes de uma solução industrial do café solúvel. Para esta finalidade foi desenvolvida uma unidade experimental do processo de pervaporação para a recuperação de aromas e um estudo sistemático do processo foi realizado. Para esta finalidade, foi utilizada uma membrana polimérica de PDMS densa. Foi utilizado um extrato aquoso da linha industrial de café solúvel, do qual foram escolhidos oito compostos com as maiores concentrações e com características positivas e negativas quanto ao odor para serem avaliados. Foram investigadas a influência da vazão, da temperatura e da pressão de permeado em regime permanente, e o comportamento do processo regime transiente. Um modelo fenomenológico em regime transiente foi desenvolvido baseado no modelo de sorção-difusão e ajustado aos dados experimentais com estimação das permeâncias dos compostos. Os resultados em regime permanente indicaram que nas vazões estudadas não houve efeito da camada limite de alimentação. Além disso, o fluxo de permeado aumentou com a temperatura e foram obtidos maiores fatores de enriquecimento em temperaturas intermediárias. Valores de permeância foram estimados por um ajuste não linear da equação de Arrhenius aos dados experimentais com resultados satisfatórios. Para o efeito da pressão, os compostos obtiveram maior seletividade em pressões intermediárias, com destaque para a 2,3-butanodiona e 2,5- dimetil pirazina. Com base neste fato, a melhor condição de operação da unidade para a recuperação dos aromas do café solúvel em regime permanente foi de 20°C, 1800 Pa e 1,5 L/min. Os resultados em regime transiente mostraram que as frações molares aumentam com a temperatura caracterizando uma seletividade governada pela difusão. Os compostos 2,3-butanodiona, furfural e 2,5-dimetil pirazina apresentaram a maior concentração na temperatura intermediária (303 K), possivelmente devido ao efeito de degradação. Para o efeito da pressão, a maior concentração dos compostos de aromas ocorreu na pressão de 1800 Pa. O modelo desenvolvido ajustou-se bem aos dados experimentais em regime transiente e apresentou uma estimativa do comportamento das frações molares da alimentação e retentado do processo de pervaporação ao longo do tempo.Item Recuperação e avaliação dos componentes do aroma do café por pervaporação(Instituto de Tecnologia - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 2006) Assis, André von Randow de; Cabral, Lourdes Maria CorrêaAtualmente, o Brasil é o maior produtor mundial de café com uma participação de 30% do mercado internacional e o segundo mercado consumidor. Um grande número de componentes voláteis são responsáveis pelo aroma do café torrado, conferindo à bebida de café um aroma bastante agradável que atrai aos consumidores. A pervaporação é um processo de separação por membranas no qual misturas líquidas são fracionadas pela vaporização parcial de seus componentes através de uma membrana densa de permeabilidade seletiva. A pervaporação apresenta como vantagens, quando comparada a processos de extração convencionais como a extração a vapor ou com solvente, a não utilização de solventes durante a extração bem como a possibilidade de operação em temperaturas mais amenas, evitando a degradação de componentes termossensíveis da matéria-prima e reduzindo custos de energia. Este processo pode ser utilizado na recuperação e concentração de componentes voláteis de aromas de bebidas. Este trabalho teve como objetivo estudar a pervaporação da bebida de café, com a obtenção de um extrato concentrado, utilizando duas membranas planas distintas, poli (dimetilsiloxano) (PDMS) e copolímero de etileno-propileno e dieno (EPDM) em 3 temperaturas (25oC, 35oC e 45oC). Para avaliar o desempenho do processo foram calculados o fluxo total permeado e o fator de enriquecimento de alguns componentes permeados. O perfil aromático da bebida de café foi obtido através de cromatografia gasosa aliada a espectrometria de massa (CG-MS), sendo utilizados dois métodos de extração (microextração em fase sólida e extração por solvente). O fluxo total permeado para a membrana de PDMS foi maior do que o da membrana de EPDM, observando-se um efeito positivo com o aumento da temperatura. Em ambas as membranas este efeito seguiu a equação de Arrhenius. A membrana de EPDM apresentou maior fator de enriquecimento do que a membrana de PDMS, sendo mais seletiva na extração dos componentes do aroma. Foi possível identificar por cromatografia 69 componentes pertencentes ao café. Os resultados experimentais revelaram que a membrana de EPDM apresentou melhor desempenho no processo de pervaporação do que a membrana de PDMS e sugerem que é possível recuperar e concentrar componentes do aroma da bebida de café por esta tecnologia de membranas.