BRPI0816717B1

BRPI0816717B1 - Método para remoção da cera de um óleo cítrico

Info

Publication number: BRPI0816717B1
Application number: BRPI0816717-6A
Authority: BR
Inventors: Finn Andrew; Gabelman Alan
Original assignee: Givaudan Sa
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2018-02-06
Also published as: CN101802156A; JP2010539257A; DE602008005637D1; WO2009033306A1; CN101802156B; EP2205710B1; US9422506B2; ES2361648T3; ATE502098T1; BRPI0816717A2; EP2205710A1; JP5580739B2; US20090074941A1

Description

(54) Título: MÉTODO PARA REMOÇÃO DA CERA DE UM ÓLEO CÍTRICO (51) Int.CI.: C11B 9/02 (30) Prioridade Unionista: 13/09/2007 US 60/993,685 (73) Titular(es): GIVAUDAN SA (72) Inventor(es): ANDREWFINN; ALAN GABELMAN

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA REMOÇÃO DA CERA DE UM ÓLEO CÍTRICO. [001] A presente invenção refere-se à remoção da cera de óleos cítricos e a um método de realizá-la.

[002] A remoção da cera de óleos naturais é desejável a fim de se evitar a formação de precipitado em produtos finais de base cítrica, e há vários métodos descritos para a remoção da cera de óleos vegetais. Estes incluem a filtração por uma das várias membranas disponíveis no mercado, habitualmente membranas poliméricas ou de cerâmica porosa, e tais métodos produziram bons resultados.

[003] Um dos testes realizados na indústria para verificar a eficiência do processo de remoção da cera é o teste de resfriamento, no qual se permite que uma amostra do material cuja cera foi removida fique a 4°C por um período prolongado. Não há um pe ríodo-padrão, porém 48 horas é um período útil. No caso dos óleos cítricos, frequentemente se encontram bons resultados, mas nem sempre. Em alguns casos, se obtém uma solução visivelmente turva ou com a presença de algum precipitado ao término das 48 horas, indicando que resta uma quantidade substancial de cera. Além disto, as amostras podem passar no teste de 48 horas imediatamente após a produção, mas falharem quando submetidas ao mesmo algumas semanas mais tarde. Isto em geral significa que será necessário processamento adicional, o qual aumenta as despesas do processamento. Além disto, o fato de não se poder garantir um bom resultado com os óleos cítricos introduz incertezas em todo o processo.

[004] Descobriu-se agora que tal problema pode ser superado de forma substancial ou mesmo completa através da adoção de um método em particular. Se provê, portanto, um método para remoção da cera de um óleo cítrico através do submetimento do óleo a um processo de filtração, no qual se faz com que o óleo flua paralelamente a

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2/7 uma membrana porosa e durante o qual a temperatura é mantida a menos de 11°C, tal membrana possuindo poros com um tamanho médio de 0,05 a 5 micrômetros .

[005] Adicionalmente também se provê um óleo cítrico substancialmente livre de cera, preparado através de um processo conforme aqui descrito acima.

[006] Por óleo cítrico entende-se qualquer óleo derivado de qualquer fruta da família das frutas cítricas, tais como laranja, limão, lima, tangerina, toronja e bergamota.

[007] O processo de filtração envolve fazer o óleo fluir (sem limitação, tal como por bombeamento) paralelamente à superfície de uma membrana porosa, em oposição ao assim chamado método de filtração convencional (dead end filtration), no qual o fluxo é perpendicular à superfície de filtração.

[008] Por em torno de 11°C entende-se que esta temperatura não representa um limite exato entre o que funciona e o que não funciona. Os óleos cítricos são misturas complexas de materiais, cujas naturezas e proporções diferem frequentemente, dependendo da fonte. Desta forma, embora possa haver óleos que produzam bons resultados acima de 11°C, a incidência de fracasso aumenta agudamente conforme se aproxima de 11°C, e a maioria dos óleos cítricos fracassará acima de 11°C. A escolha da temperatura de 11° C representa, portanto, os resultados da observação prática e uma leve variação da temperatura acima dos 11°C é, para os propósitos da descrição, considerado dentro do escopo de proteção.

[009] As membranas adequadas que são capazes de suportar os rigores físicos e químicos da aplicação são bem conhecidas na área e estão prontamente disponíveis. Alguns dos tipos mais comuns incluem as membranas de materiais poliméricos ou de metal, cerâmica e grafite, as quais podem possuir sustentação própria ou serem depositadas

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3/7 em um suporte. Exemplos do último tipo de apresentação incluem membranas poliméricas, metálicas e cerâmicas em suporte de cerâmica, zircônia em um suporte de grafite, dióxido de titânio e um suporte de aço inoxidável ou polímero em um suporte do mesmo ou de outro polímero . Produtos comerciais bem conhecidos incluem o filtro FICL da Doulton, USA e as membranas Membralox⁰ da Pall Corp., USA. [0010] Todas estas membranas e quaisquer aparatos de suporte associados estão em geral disponíveis de forma modular para fácil instalação e substituição.

[0011] As bombas para uso em conjunto com um filtro como este são bem conhecidas nesta área, e uma bomba adequada pode ser prontamente selecionada dentre as bombas comercialmente disponíveis conhecidas nesta área.

[0012] A pressão para manter o óleo fluindo através do filtro pode ser provida pela bomba. Isto cria uma pressão no lado de alimentação ou do retentado da membrana, e caso esta seja maior que a pressão exercida sobre o produto ou sobre o lado do permeado, o óleo fluirá através da membrana. As pressões apropriadas podem ser determinadas em cada caso pela simples experimentação.

[0013] O tamanho médio dos poros pode estar entre 0,05 e 5 micrômetros. Exemplos particulares possuem um tamanho médio dos poros entre 0,2 e 3 micrômetros e entre 0,2 e 1,4 micrômetros. A provisão de um grau adequado de porosidade em qualquer um dos materiais de membrana selecionados está bem entre a habilidade na técnica.

[0014] Faz-se com que o óleo flua paralelamente à membrana a uma velocidade linear relativamente alta. Aqueles versados na técnica podem determinar uma velocidade linear adequada pela simples experimentação, porém em linhas gerais (porém de forma alguma se prendendo rigidamente), uma velocidade linear típica é uma de 1 a 7 m/s.

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Assim, a velocidade linear para membranas poliméricas varia tipicamente de 1 a 2 m/s, enquanto as membranas de cerâmica são operadas habitualmente a de 4 a 7 m/s.

[0015] O método aqui descrito acima permite a recuperação de um óleo cítrico sem cera que não somente passa no teste de 48 horas aqui mencionado acima imediatamente após sua produção, mas que também passará no teste depois de armazenado por dias, ou mesmo meses.

[0016] O método é agora melhor descrito com referência aos exemplos não limitantes a seguir os quais descrevem apresentações particulares.

Exemplo 1

Filtração do óleo de laranja desterpenado 10 vezes (“ten-fold orange oil”) [0017] O óleo é o óleo de laranja desterpenado 10 vezes, produzido por destilação a partir de um óleo Valência desterpenado uma vez. O óleo de laranja desterpenado é o produto concentrado obtido da remoção do volume de terpenos do óleo da casca de laranja por destilação, o que concentra os compostos aromáticos desejados.

[0018] O elemento membrana utilizado foi tubular e conteve uma membrana de cerâmica (α-alumina) recobrindo um suporte α-alumina. O diâmetro dos poros foi de 0,2 pm. O elemento apresentou um diâmetro interno de 7mm, um diâmetro externo de 10mm e um comprimento de 25cm. Este elemento membrana encaixado em um suporte para formar um módulo de filtração, o qual por sua vez foi encaixado em uma unidade de microfiltração tangencial de mesa T1-70 (Pall, East Hills, NY, USA). A membrana usada foi uma membrana Membralox® (ex Pall, East Hills, NY, USA).

[0019] A unidade de filtração engloba um tanque revestido de 3,79L (1 galão) de alimentação/retentado, uma bomba de circulação

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5/7 com pulso de frequência variável, o módulo da membrana com portas de entrada e saída, medidores da pressão de entrada e saída do módulo e um medidor da temperatura de saída do módulo. A linha do permeado foi equipada com uma válvula de permeado, a qual poderia interromper o fluxo. O aparelho também foi equipado com um dispositivo de fluxo reverso que direciona um pulso de permeado através da membrana no sentido contrário ao fluxo normal a fim de minimizar o entupimento da membrana.

[0020] Foram adicionados 2500g de óleo de laranja desterpenado 10 vezes ao tanque de alimentação, então o óleo foi resfriado até 10°C pela circulação de água/propileno glicol a -16 °C através do revestimento do tanque. A válvula de permeado foi fechada, o tanque foi pressurizado com ar e a bomba de circulação foi ligada. A pressão do ar foi ajustada para se obter uma pressão de entrada no módulo de 90 Kpa (0,90 bar) e uma pressão de saída de (70 Kpa) 0,70 bar. A válvula do permeado foi então aberta para se iniciar a coleta do óleo de laranja livre de cera. A temperatura de saída do módulo foi mantida entre 5°C e 11°C e o óleo filtrado foi submetido a um tes te de resfriamento de 48 horas, no qual ele passou.

[0021] Este teste foi realizado conforme descrito a seguir. Uma amostra do óleo filtrado foi incubada em um refrigerador a 4°C por 48 horas. A amostra foi então inspecionada visualmente para se verificar a presença de precipitados. Considerou-se que o óleo havia passado no teste quando ele permaneceu claro, sem a presença de sólidos. [0022] Durante a filtração, o fluxo médio de óleo através da membrana foi de 8 litros/M²-hora e resultando em uma produtibilidade de 84,5% (peso/peso) de óleo filtrado em relação ao óleo alimentado ao sistema.

Exemplo 2

Filtração de óleo de laranja desterpenado 10 vezes dependendo da

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6/7 temperatura [0023] A filtração foi realizada utilizando o aparelho conforme descrito acima no exemplo 1, com algumas modificações no método conforme aqui detalhado a seguir. Neste caso, A fim de se determinar a que temperatura o óleo filtrado não mais passaria no teste de cera de 48 horas devido à remoção incompleta da cera, se permitiu que a temperatura excedesse os 11°C conforme o calor emanado pela bomba aumentava a temperatura do óleo.

[0024] O tanque de alimentação foi carregado com 2190g de óleo de laranja desterpenado 10 vezes e o conteúdo foi resfriado a 0°C usando água/propileno glicol a -13°C. A pressão de entrada no módulo da membrana foi de 85 Kpa (0,85 bar) e a pressão de saída do módulo foi de 65 Kpa (0,65 bar).

[0025] A temperatura de saída do módulo foi monitorada e a coleta do óleo filtrado produzido se iniciou quando a temperatura de saída do módulo excedeu 8,7°C e foi interrompida quando a me sma alcançou 12°C. Durante a filtração se observou um fluxo médio de 9 litros/M²hora em conjunto com uma produtibilidade de 87% (peso/peso) de óleo filtrado em relação ao óleo alimentado ao sistema.

As amostras de óleo filtrado foram coletadas ao longo do curso da filtração a diferentes temperaturas de saída do módulo e as amostras foram submetidas ao teste de resfriamento de cera de 48 horas. Os resultados obtidos estão apresentados na tabela a seguir:

Temperatura de Saída do Módulo	Teste de Cera de 48h
8,7°C	passou
9,5°C	passou
10°C	passou
10,4°C	passou
10,6°C	passou
11°C	falhou

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Temperatura de Saída do Módulo	Teste de Cera de 48h
11,2°C	falhou
11,7°C	falhou

[0026] Conforme pode se notar a partir da tabela, todas as amostras de óleo filtrado coletadas a menos de 11°C pas saram no teste, de forma que se apresentaram todas claras (sem precipitados). As outras amostras falharam porque se pode observar a presença de precipitado nas mesmas.

[0027] Deve-se compreender que as apresentações aqui descritas acima são apresentações específicas, não devendo de nenhuma maneira ser interpretada como limitadoras do escopo da descrição. Versados na técnica poderão conceber prontamente modificações, incluindo a combinação das apresentações ou de elementos das mesmas, que estão dentro do escopo da descrição.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para remoção da cera de um óleo cítrico submetendo o óleo a um processo de filtração, caracterizado pelo fato de que se faz com que o óleo flua paralelamente a uma membrana porosa e durante o qual a temperatura é mantida a menos de 11°C, tal membrana possuindo poros com um tamanho médio de 0,05 a 5 micrômetros.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana porosa é uma membrana de filtração tangencial consistindo em um material de pelo menos um de cerâmica, metal, grafite ou polímero.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tamanho médio dos poros da membrana varia de 0,2 a 3 micrômetros.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o tamanho médio dos poros da membrana varia de 0,2 a 1,4 micrômetros.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de óleo paralelo à superfície da membrana apresenta uma velocidade linear de 1 a 7 m/s.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a membrana é polimérica e a velocidade linear é de 1 a 2 m/s.
7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a membrana é cerâmica e a velocidade linear é de 4 a 7 m/s.

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