Extracción de cafeína de las semillas de café utilizando como solvente dióxido de carbono en condiciones supercríticas / Sara M González B ; tutor Alejandra Meza. , Francisco Yánez

Gráficos Ilustraciones Sección Publicaciones Oficiales Tesis de Grado Pregrado Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química Ing. Químico

Desde los años 70 se ha desarrollado la tecnología de los fluidos supercríticos debido principalmente a la necesidad de implementar procesos con menor consumo de energía y menor impacto ambiental. La extracción supercrítica es la operación unitaria de transferencia de masa que se efectúa por encima del punto crítico del solvente; esta extracción permite controlar y manipular propiedades tales como la difusividad, viscosidad y densidad del fluido mediante pequeños cambios en la presión y la temperatura, lo que conlleva a una variación en la selectividad y el poder disolvente del mismo. Presenta ventajas comparativas sobre los métodos de extracción convencionales como facilidad de recuperación de los solventes supercríticos y de los solutos extraídos; gran poder disolvente y capacidad de penetración; reducción de los costos energéticos de separación; y una fácil remoción de las últimas trazas de solvente en el producto obtenido. Por otro lado se tiene que existen diferentes métodos de descafeinización (extracción de cafeína) efectiva para granos de café. La principal diferencia entre unos y otros son los agentes descafeinantes utilizados, siendo el agua, los disolventes orgánicos naturales (acetato de etilo), los disolventes orgánicos clorados (cloruro de metileno) y el dióxido de carbono los más comunes. El presente trabajo especial de grado tiene como objetivo general determinar las mejores condiciones de operación para obtener un extracto (rico en cafeína) a partir de café venezolano utilizando la extracción supercrítica con dióxido de carbono como solvente. Para el cumplimiento de los objetivos específicos se efectuó la instalación, acondicionamiento y puesta en marcha de este equipo para la extracción de cafeína a partir de las semillas de café utilizando como solvente dióxido de carbono. Se diseñó y se redactó el manual de operación del equipo de extracción supercrítica. Se estudió la influencia de la presión, temperatura, tiempo de extracción y tiempo de descarga en el rendimiento en base húmeda del proceso y la composición del extracto obtenido. El más alto rendimiento de extracto de café en base húmeda se obtuvo a 1800 psig y 70 ºC teniendo un valor de 1,40 %p/p y la más alta concentración de cafeína se obtuvo en la muestra de extracto de café obtenida a 1800psig y 80ºC. Se determinó que las variables de tiempo de extracción, tiempo de descarga, humedad y tamaño de grano tienen una influencia significativa en el rendimiento del proceso. Se logró obtener extracto humedeciendo el café triturado con agua en un 10 %p/p. Se realizaron análisis de espectroscopía infrarroja y cromatografía líquida de alta presión para la identificación y cuantificación de los componentes del extracto, con ellas se pudo corroborar la presencia de la cafeína en los extractos obtenidos. Las propiedades químicas y físicas determinadas a los extractos de café son: pH, índice de refracción, densidad, viscosidad cinemática y viscosidad dinámica encontrándose que éstas son similares a las propiedades del agua debido a que los extractos son acuosos. El extracto obtenido presentó un color amarillo mostaza, aroma agradable, consistencia aceitosa, lucidez opaca y solubilidad en agua caliente (aprox. 80 ºC ).