PI8905035 PROCESSO DE OBTENÇÃO DE NORBIXINA EM PÓ
Depósito: 29/09/1989
Destaque: Menção honrosa no Prêmio Governador do Estado de São Paulo de 1989
Inventor: Kil Jin Park / Felix Emilio Prado Cornejo / Regina Isabel Nogueira / Argemiro de Castro Villaça / Isabel Teresa Gama Alves
Titular: UNICAMP (BR/SP)
A invenção trata de um processo para obtenção de norbixina em pó, um corante natural extraído do urucum, por meio de secagem por atomização. O urucum contém bixina e norbixina, sendo esta última hidrossolúvel e de grande interesse industrial, já que é usada em larga escala em substituição aos corantes sintéticos, cada vez mais restringidos por sua toxicidade. O Brasil é um dos maiores produtores de urucum, cultivado principalmente no Norte e Nordeste, mas também em outras regiões, e seu consumo interno é majoritariamente de norbixina (80%). O processo patenteado parte da extração alcalina, onde a bixina é convertida em norbixina solúvel em solução aquosa de soda cáustica. Essa extração ocorre em tanque de aço inoxidável, com proporção de 1:1 a 1:3 entre sementes e solução, sob agitação por 10 a 20 minutos à temperatura ambiente. Após a filtração, o extrato hidrossolúvel obtido é levado ao sistema de secagem por atomização, conhecido como spray dryer. Nesse processo, a solução é pulverizada em gotículas finíssimas dentro de uma câmara com ar aquecido, o que acelera a evaporação e reduz efeitos térmicos indesejados. O método permite controlar características como densidade, reconstituição, umidade e escoamento do pó final. O extrato atomizado tem concentração entre 10 e 25 °Brix, pressão de 5 a 8 bar e temperaturas controladas: entrada entre 150 e 200 °C e saída entre 80 e 100 °C. São usados bicos atomizadores de 0,5 a 0,7 mm para garantir a dispersão uniforme. O produto final é a norbixina em pó, com alta qualidade e estabilidade, adequada para atender a demanda crescente da indústria alimentícia e cosmética.
A extração é feita em sistema descontínuo, utilizando como solvente uma solução aquosa de soda cáustica, na proporção 1:1 ou 1:3 semente/solução, em um tanque de aço inoxidável provido de agitador. Inicialmente prepara-se a solução aquosa de soda cáustica de 1,0 a 2,0 % no tanque de aço inoxidável em segudi deposita-se as sementes de urucum na proporção de 1:1 a 1:3 semente/solução, aciona-se o agitador e deixa-se extrair por um período de 10 a 20 minutos. A extração é realizada à temperatura ambiente na faixa de 20 a 30C. Após a etapa de extração faz-se a filtração da peneira de filme de poliester, onde é obtido o extrato hidrossolúvel que é depositado no tanque de aço inoxidável. Para a obtenção da norbixina em pó, o extrato que está depositado no tanque é bombeado para o sistema de secagem por atomização tipo spray dryer. Basicamente a secagem por pulverização consiste na pulverização de uma solução através da dispersão, numa cãmara através de gotículas diminutas que ficam envolvidas por uma corrente de ar aquecido. Devido ao diâmetro destas gotículas serem da ordem de décimos a centésimos de milímetro ocasiona o aumento da área de contato com o ar de secagem.
A secagem das gotículas é muito rápida, minimizando o efeito térmico. Este processo oferece condições de controle sobre a densidade do produto, sua capacidade de reconstituição, taxa de escoamento, temperatura e umidade do ar de secagem. A umidade do produto final vai depender da taxa de evaporação e da umidade total da alimentação (livre, interna e ligada) por partes de hidrogênio ou a grupos iônicos. Durante a secagem, enquanto a umidade se difunde facilmente para superfície da partícula, o calor sensível que o ar de secagem fornece é igual ao calor latente de evaporação, e a temperatura é aproximadamente igual a temperatura de bulbo úmido do ar. O extrato obtido é depositado em tanque inox e bombeado para o interior do spry dryer. Esta solução com concentração de sólidos solúveis entre 10 e 25 graus Brix é atomizada para o interior da cãmara de secagem, a uma pressão de 5 a 8 bar, onde são controlados duas temperaturas de secagem, a de entrada em conjunto com a solução, entre 150 a 200 C, e a de saída de 80 a 100 C. ressalta-se ainda que são utilizados bicos atomizadores com diâmtero de 0,5 e 0,7 mm.
Kil Jin Park foi um dos fundadores da ADunicamp, à qual se manteve associado e atuante desde então. Nascido em Seul, na Coreia do Sul, o professor Kil Jin Park estava na Unicamp desde 1977, quando iniciou seus trabalhos de pesquisa de mestrado na Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Ao se aposentar, continuou a fazer parte do quadro de docentes da Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri). Kil Jin Park teve uma longa trajetória profissional: trabalhou na diretoria da Fundação de Desenvolvimento Estratégico Regional (FDER), integrou o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e exerceu diversos cargos na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Devido à sua atuação de destaque nas áreas de pesquisa e desenvolvimento na Unicamp e na Embrapa, recebeu diversos prêmios como o Mérito Científico, no XVI Congresso Interno de Iniciação Científica da Unicamp e o Prêmio Samuel Benchimol — Categoria Econômica/Tecnológica, pelo Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, ambos em 2008. Em maio de 2010, Kil Jin Park recebeu o título de Cidadão Campineiro. Kil Jin Park faleceu em 2020.
Resumo: PI8905035 Refere-se a presente invenção a um processo para obtenção de norbixina em pó, através desecagem por atomização. O processo desenvolvido compreende etapas de extração contínua ou em batelada, filtração e secagem, sendo a extração efetuada com uma solução aquosa de soda caustica (NaOH) em concentração de 1,0 a 2,0%, com proporção semente/solução de 1:1 a 1:3, por um período compreendido entre 10 e 20 minutos à temperatura ambiente, sendo dita solução filtrada e o extrato hidrossolúvel secado em atomizador com. concentração de sólidos solúveis na faixa de 10 a 250 Brix, a uma pressão de 5 a 8 bar, sendo a temperatura de entrada no dito secador atomizador na faixa de 150-200°C e a temperatura de saída na faixa de 80-100°C.
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