Recuperação do aroma álcool feniletílico por adsorção em batelada e em coluna

Abstract

O café solúvel nas últimas décadas tem sido o grande responsável pela valorização do café. No processamento do café solúvel ocorrem transformações e perdas aromáticas que alteram de forma negativa o sabor e o aroma do café. O álcool feniletílico é um composto aromático de grande interesse para indústria de café solúvel, surgindo desta forma a necessidade de recuperar esse componente de forma a permitir a sua reincorporação ao final do processo. A adsorção apresenta-se como uma alternativa promissora devido a possibilidade de se operar em temperaturas próxima a ambiente, evitando as degradações térmicas do processamento convencional. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de adsorção do álcool feniletílico, presente em solução aquosa, a partir de dados de equilíbrio em batelada e em processo contínuo (coluna de leito fixo).O carvão ativado Carbomafra® 119 foi selecionado após análises preliminares. A cinética foi avaliada a 30°C utilizando uma solução de álcool feniletílico com concentração inicial de 200 mg L -1 . O tempo de equilíbrio foi de aproximadamente 90 minutos, com um percentual de remoção de 99,3%. O modelo de pseudo-primeira ordem representou a cinética experimental. As isotermas de adsorção foram avaliadas a 20°C, 30°C e 40°C, a partir de soluções com concentrações iniciais de adsorvato que variaram de 200 mg L -1 a 950 mg L -1 . Foram avaliados os modelos de Langmuir, Freundlich, Toth e Temkin. Para as três temperaturas investigadas, o modelo que melhor representou os dados experimentais foi a isoterma de Freundlich. A adsorção em leito fixo foi avaliada segundo a influência de três variáveis: concentração inicial (222,08 mg L -1 , 723,15 mg L -1 e 820,88 mg L -1 ), vazão de alimentação (3,45 mL min -1 , 6,87 mL min -1 e 11,94 mL min -1 ) e o efeito da altura do leito adsorvente (4 cm e 11 cm). Os resultados indicaram que a coluna de adsorção em leito fixo apresentou melhor desempenho nas seguintes condições: vazão de alimentação de 3,45 mL min -1 e altura do leito adsorvente de 11 cm. O processo de dessorção empregando álcool etílico como solvente foi avaliado, fornecendo um percentual de recuperação do adsorvato de 30%. Os resultados obtidos indicam a adsorção como uma operação promissora na recuperação do aroma álcool feniletílico perdido durante o processamento de café solúvel.

Instant coffee in recent decades has been largely responsible for the increased value of coffee. In the processing of instant coffee, transformations and aromatic losses occur, which affects negatively the flavor and aroma of coffee. The 2-phenylethanol is an aromatic compound of great interest to the soluble coffee industry, appearing thus the need to recover this aroma in some stage of processing and reincorporate it into the end of the process. The adsorption is presented as a promising alternative due to the possibility of operating at room temperature, avoiding thermal degradation of the conventional processing. The aim of this study was to evaluate the adsorption process of the 2-phenylethanol, present in an aqueous solution, from the equilibrium data in batch and continuous systems (packed bed column). The activated carbon Carbomafra ® 119 was selected after preliminary analysis. The kinetics was assessed at 30°C using a 2-phenylethanol solution with an initial concentration of 200 mg L -1 . The equilibrium time was about 90 minutes, with a removal percentage of 99.3%. The model of pseudo-first order represented the experimental kinetics. The adsorption isotherms were evaluated at 20°C, 30°C and 40°C from solutions with initial concentrations of adsorbate that ranged from 200 mg L -1 to 950 mg L -1 . The models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Toth were evaluated. For the three temperatures investigated, the model that best represented the experimental data was the Freundlich isotherm. The adsorption in packed bed column was assessed by the influence of three variables: the initial concentration (222.08, 723.15 and 820.88 mg L -1 ), feed flow rate (3.45, 6.87 and 11.94 mL min -1 ) and the effect of adsorbent bed height (4 and 11 cm). The results indicated that the fixed bed adsorption column performed better under the following conditions: feed flow rate of 3.45 mL min -1 and bed height of 11 cm. The desorption process using ethanol as solvent was evaluated, providing an average recovery of 30% of the adsorbate. The results indicate the adsorption as a promising method in the recovery of 2-phenylethanol aroma lost during the processing of instant coffee.