Avaliação do processo de extração de fenilalanina com Adogen 464 pela técnica de membranas líquidas sufartantes.

• Main Author: Lorena da Costa Nascimento
• Other Authors: Adriane Salum
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2006
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/CMPS-6VSHWP

=== In this work, the process efficiency of surfactant liquid membranes applied to phenylalanine extraction from synthetic aqueous solutions was evaluated. A study of the effects of relevant parameters on the system behavior was carried out in order to establish appropriate conditions of extraction. The aim was to use these conditions as an experimental basis to perform posterior researches for production of a dietetic formulation containing low levels of phenylalanine, as a dietetic supplement for phenylketonurics. The experimental work was separated in batch runs of emulsification and permeation. From the emulsification experiments, the individual and coupled effects of surfactant, carrier and modifier concentrations upon the coalescence time of the primary emulsion could be evaluated. In the permeation study, several parameters that could affect the technique performance on the amino acid extraction were investigated. These variables were the following: surfactant and carrier concentrations, time of permeation, stirring speed, membrane phase/inner phase volumetric ratio, feed phase/ primary emulsion volumetric ratio and KCl concentration in the inner phase. Finally, the influence of the use of recycled membranes on the separation process was investigated. The results of the emulsification experiments showed that the surfactant affects the membrane stability, as expected, and that it can act like a modifier agent, improving the amine solubilization in the organic phase of low polarity. Further, it was observed that the carrier is also able to stabilize the primary emulsion in systems without the presence of the modifier. The results obtained from the permeation experiments indicated that the system presented better extraction conditions when the studied operational variables were set at the following conditions: [ECA 4360] = 2% w/w; [Adogen 464] = 2% w/w; time of permeation = 5 minutes; stirring speed = 120 rpm; FM/FI ratio = 2:1; FE/EP ratio = 3:1, e [KCl]FI = 2,0 M. Under these conditions, 75% of the solute could be extracted from the feed phase, associated with a swelling percentage of 60% and an inner phase phenylalanine concentration 4,5 times greater than the initial one on the feed phase. The experiments carried out with recycled membranes indicated that these could be reused with 45% reduction in the Phe extraction capacity when compared to fresh membrane phase. The spent membrane phases were reused two subsequent extraction cycles, presenting similar performances in both cycles. === O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da eficiência da técnica de membranas líquidas surfatantes (MLS) aplicada à extração de fenilalanina (Phe) presente em soluções aquosas sintéticas, estabelecendo condições para essa extração, que servissem de base, em estudos posteriores, para a obtenção de uma formulação dietética, um hidrolisado protéico, com baixos teores de Phe, para complementação dietética de fenilcetonúricos. O estudo foi dividido em ensaios descontínuos de emulsificação e de permeação. Nos experimentos de emulsificação, avaliaram-se os efeitos individual e conjunto da concentração de extratante, surfatante e modificador sobre o tempo para coalescência da emulsão primária. No estudo da permeação, as variáveis investigadas foram: concentrações de surfatante e extratante, tempo de permeação e velocidade de agitação, razão volumétrica fase interna/fase membrana (FI/FM), razão volumétrica fase externa/emulsão primária (FE/EP) e concentração da solução de KCl na fase interna, que afetam o desempenho da técnica e influenciam na extração desse aminoácido. Estudou-se, também, o efeito, no processo, do uso de uma fase membrana reciclada. Os resultados dos ensaios de emulsificação mostraram que o surfatante, além de estabilizar a membrana, parece ter um papel semelhante ao do álcool, quando esse reagente não está presente na fase membrana, no que tange à solubilização da amina em diluente de baixa polaridade; e que o extratante, uma amina quaternária, auxilia a estabilização da emulsão primária em sistemas que não possuem modificador. Os resultados obtidos nos ensaios de permeação indicaram que o sistema apresenta melhores condições de extração para as variáveis operacionais nos seguintes níveis: [ECA 4360] = 2% m/m; [Adogen 464] = 2% m/m; tempo de permeação = 5 minutos; velocidade de agitação = 120 rpm; razão FM/FI = 2:1; razão FE/EP = 3:1, e [KCl]FI = 2,0 mol/L. Sob estas condições, o sistema promove uma extração de, aproximadamente, 75% do soluto presente na fase externa, associada a um percentual de inchamento de 60% e a uma concentração de Phe na fase interna 4,5 vezes maior do que a concentração inicial desse soluto na fase de alimentação. Nas condições consideradas mais adequadas para o sistema, foram realizados 3 ensaios de permeação com três repetições, o primeiro com uma fase membrana fresca e os demais com a fase membrana final do experimento anterior. Os experimentos realizados com as fases membranas recicladas indicaram que estas apresentavam uma redução de 45% na capacidade de extração de Phe quando comparadas com a fase membrana fresca. As fases membranas foram reutilizadas em dois ciclos de extração subseqüentes apresentando desempenhos similares em ambos os ciclos.