60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A bromelina possui alto valor agregado e diversas aplicações farmacêuticas e industriais, justificando o interesse em sua obtenção. O método de precipitação a frio exige o controle da temperatura deste processo, pois a temperatura interfere diretamente na atividade final da enzima precipitada. No entanto, antes de se realizar os ensaios de precipitação com uso de controladores, torna-se imprescindível a determinação das condições iniciais dos ensaios do processo de recuperação da enzima. O objetivo de se realizar um planejamento experimental neste trabalho foi o de verificar qual a melhor combinação de variáveis do sistema que indicasse as condições operacionais mais críticas que se tornassem referência para posterior projeto de controladores

METODOLOGIA:

O sistema de precipitação é constituído de um tanque (1000 mL) com camisa de refrigeração, 4 sensores de temperatura, uma bomba peristáltica para alimentação do agente precipitante, etanol, no tanque e uma bomba para circulação do fluido de refrigeração. Foi adotada a metodologia do planejamento fatorial composto central. Foram selecionadas as seguintes variáveis: vazão de etanol (VE), vazão do fluido refrigerante (VB) e temperatura do fluido refrigerante na entrada da camisa do tanque (TE), por apresentarem influência na temperatura interna do tanque; e as variáveis de resposta analisadas foram a variação de temperatura em relação ao futuro set-poin (∆T) e o tempo de resposta (TR). Para a realização dos ensaios em malha aberta foram adicionados 150 mL do caldo de abacaxi no tanque de precipitação, através do qual circulava o fluido refrigerante a uma vazão e temperatura de acordo com a faixa de valores selecionados (níveis). Quando a temperatura do tanque chegava a 5°C (futuro set-point) iniciava-se a adição de etanol com diferentes vazões, indicadas pelos níveis adotados. A batelada era finalizada quando era mínima a variação da temperatura interna do tanque de precipitação. Também foi realizada a determinação da influência da temperatura na atividade enzimática da enzima bromelina (através do método colorimétrico de biureto), a qual está relacionada com a qualidade do produto final.

RESULTADOS:

Foram escolhidas as condições que propiciaram maiores valores para a variável ∆T de forma a estabelecer um maior desafio ao controlador, e que propiciassem menores valores de TR, para exigir uma atuação mais rápida do controlador, para que a variável controlada se mantenha em torno do valor de referência. Os resultados mostraram que a variação de temperatura é influenciada simultaneamente pela vazão de etanol (VE) e pela temperatura de entrada de propilenoglicol na camisa do tanque (TE). Quanto menor TE, maior a eficiência da troca de calor na camisa do tanque de precipitação, proporcionando menor ∆T. Menores vazões de etanol (VE) e menores temperaturas de propilenoglicol na entrada da camisa do tanque (TE) contribuíram para obtenção de um menor tempo de resposta (TR) do processo. A temperatura de entrada na camisa do tanque é a variável que exerce maior influência no tempo de resposta (TR). Com relação à análise da influência da temperatura na atividade enzimática, observou-se que com o aumento da temperatura ocorre uma queda na atividade enzimática da bromelina, justificando a realização do processo de precipitação da enzima a baixas temperaturas.

CONCLUSÕES:

A realização de um planejamento experimental para determinação das condições iniciais do processo foi essencial no entendimento do comportamento geral do processo e representou economia de tempo e gastos desnecessários para a realização dos ensaios de controle. Utilizando-se as equações representativas do sistema e com uma análise gráfica das superfícies obtidas, foram encontradas as condições de operação iniciais que permitirão o projeto de um controlador mais adequado ao processo em questão.

Instituição de fomento: Capes e CNPq

Palavras-chave: planejamento experimental, bromelina, controle

E-mail para contato: sl.manuela@gmail.com