Produção de café descafeinado com fluído Supercrítico
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Café descafeinado: Retirar a cafeína tornou-se uma meta das indústrias que vendem o produto pronto para consumo. Atualmente, para ser chamado de descafeinado, o café precisa ter mais de 97% da cafeína retirada. Como o café tem cerca de 800 a 1.500 compostos químicos diferentes, extrair os cerca de 1% a 2% de cafeína sem alterar o sabor original do produto é praticamente impossível.
Em 1903, um químico alemão chamado Ludwig Roselius conseguiu retirar a cafeína do café sem alterar muito o sabor original do produto: ele utilizou o cloreto de metileno, que dissolve muito pouco os outros componentes do café e evapora com facilidade. Roselius, então, criou o Sanka, uma marca de café inspirada no francês "sans caffeine" (sem cafeína). Surgiram, então, diversas marcas de cafés descafeinados, todos com este mesmo método. Mas, na década de 1980, o cloreto de metileno foi apontado como cancerígeno. Então, a indústria do café foi obrigada a desenvolver uma solução para continuar oferecendo o produto no mercado. Uma, não. Várias!
A primeira é chamada de método da água, onde a cafeína, primeiramente, é extraída em água quente (a cafeína dissolve-se na água). Após isto, ela é retirada da água com um solvente orgânico e, em seguida, a água sem cafeína, mas com todos os sabores oriundos do café, é colocada de volta nos grãos e secada. Com isto, o solvente mantém-se longe dos grãos.
Uma outra solução é realizada através de um processo que extrai a cafeína e a transforma em gás carbônico, mas em uma forma que os químicos chamam de "supercrítica": não é líquida, gasosa e nem sólida.
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Link da publicação: http://g1.globo.com/rj/regiao-dos-lagos/noticia/2014/06/cafe-descafeinado-entenda-o-processo-de-retirada-da-cafeina.html
Texto Resposta:
O site G1, de notícias da Globo.com, fez uma publicação sobre o processo de retirada da cafeína para a produção de café descafeinado. Em um determinado trecho da matéria ele cita que um dos processos “extrai a cafeína e a transforma em gás carbônico, mas em uma forma que os químicos chamam de "supercrítica”: não é líquida, gasosa e nem sólida.”. Entretanto, há um erro nesta afirmação, pois a cafeína não é transformada em gás carbônico no processo de extração. Nesse processo utiliza-se o estado supercrítico do gás carbônico para solvatar e remover a cafeína do grão de café, e não a transformá-la em gás carbônico como dito no texto publicado pelo G1.
Para quem se interessar em saber um pouco mais a respeito do processo de produção do café descafeinado, segue abaixo um texto sobre o assunto.
O café descafeinado é um produto com baixo teor de cafeína que é uma das substâncias psicoativas mais consumidas no mundo, pois ela atua no sistema nervoso central produzindo alterações de comportamento, humor e cognição. Seu teor no grão varia de acordo com a espécie utilizada para a produção de café: 1-1,1% no Coffea arabica (café arábica) e 2- 2,2% no Coffea canephora (café robusta ou conilon).
De acordo com a resolução de diretoria colegiada - RDC nº. 277, de 22 de setembro de 2005, "regulamento técnico para café, cevada, chá, erva-mate e produtos solúveis", para que um produto seja considerado descafeinado, o valor máximo permitido de cafeína, deve ser 0,1%. Mas, quando trata-se de um produto descafeinado solúvel, o valor limite máximo estabelecido aumenta para 0,3%.
O processo de descafeinização, ou extração da cafeína, é realizado com os grãos de café crus e inteiros. Existem alguns métodos para a produção de café descafeinado que utilizam como princípio a remoção da cafeína pela solubilização da mesma em um solvente, o qual pode ser um solvente químico (como cloreto de metileno, tricloroetileno, clorofórmio, etc.), extrato verde (que seria uma água contendo os sólidos solúveis do café sem a cafeína) ou fluido supercrítico.
Eu sei que você deve estar se perguntando o que é esse tal de fluído supercrítico? Então vamos lá! Algumas substâncias têm propriedades supercríticas e uma delas é o dióxido de carbônico. À medida que se atinge condições de temperatura e pressão elevadas, as diferenças entre as fases líquida e gasosa vão diminuindo até o chamado ponto crítico (Figura 1). A partir deste ponto, a transição entre a fase líquida e gasosa não é mais visível, constituindo o estado supercrítico. Nesse estado, o gás se comporta como líquido e vice- versa. Como consequência, o dióxido de carbono passa a apresentar propriedade de solvente superior, o que está relacionada à sua fluidez diferenciada.
Figura 1: Diagrama de fases do gás carbônico
Fonte: BARRETO & RAFAEL (2007)
De forma resumida, o estado supercrítico do dióxido carbônico consegue solvatar cafeína sem deixar resquícios desse fluido no grão de café, pois é só diminuir a pressão para que o lentamente o CO2 vá para o estado de gás e saia do café. O fluxograma abaixo, figura 2. Explica o processo de descafeinização do café de forma mais clara.
Figura 2: Processo de Produção de Café Descafeinado por CO2 Supercrítico
Fonte: Elaborado de acordo com informações contidas em GOMES & DIANA (2010)
Os grãos de café crus, recebem inicialmente um tratamento de vapor de maneira a aumentar a umidade do grão. Desta forma os grãos “incham” e se abrem, facilitando a penetração do fluído supercrítico. Em seguida são colocados no extrator, equipamento onde circula-se o estado supercrítico do dióxido de carbono (CO2) no grão de café até solvatar a cafeína.
Após completar o ciclo de extração, separa-se a solução de cafeína mais CO2 no estado supercrítico do grão de café. Essa separação é feita através da redução de pressão e aumento da temperatura, pois abaixo do ponto crítico o dióxido de carbono torna- se lentamente gasoso, retirando -se completamente do grão. E por fim, separa-se a cafeína do dióxido de carbono utilizando o carvão ativado, pois ele interage com a cafeína e a retêm, enquanto que o café descafeinado produzido passa por um processo de secagem afim de reduzir o teor de umidade no produto.
A extração supercrítica possui diversas vantagens em relação as técnicas de extrações convencionais porque ela dispensa o uso de solventes orgânicos poluentes e elimina a etapa de separação solvente extrato, uma etapa de elevado custo nos processos tradicionais. O solvente mais utilizado para este processo é o CO2 devido a este ser um gás inerte, de baixo custo e de fácil obtenção, sem odor e não inflamável, além de ser adequado para a extração de compostos sensíveis a altas temperaturas. Como desvantagem desta tecnologia, no entanto, é preciso reconhecer os altos custos de investimento e de manutenção, devido sua operação em alta pressão.
Referências Bibliográficas:
BARRETO, RAFAEL. Fluídos supercríticos: introdução e questionamentos gerais- Trabalho de conclusão de curso apresentado à Faculdade de Engenharia da USP, como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro- São Paulo, 2007.
BRASIL (2005). Resolução de diretoria colegiada - RDC n°277 de 22 de setembro de 2005, “Regulamento técnico para café, cevada, chá, erva-mate e produtos solúveis. Diário Oficial da União, 2005. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/ >; Acesso em: 17 Mar 2019.
ICO (International Coffee Organization). Decaffeination. Disponível em: http://www.ico.org/pt/decaffeination_p.asp.htm. Acesso em: 08 maio. 2019
INMETRO. Relatório sobre análise do teor de cafeína em produtos descafeinados. Disponível em: <http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/produtos_descafeinados.pdf>. Acesso em: 17 mar. 2019.
MARIA, PORTO. Relatório sobre produção de café descafeinado. Disponível em: < https://web.fe.up.pt/~projfeup/cd_2010_11/files/QUI604_relatorio.pdf >. Acesso em: 08 maio. 2019
PRADO. J. M. Projeto de engenharia do processo de extração
supercrítica de cafeína a partir do café. Porto Alegre. 2017.283p.Tese (Mestrado em Engenharia de Alimentos). Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil.
TELLO, J.; VIGUERA, M.; CALVO, L. Extraction of caffeine from Robusta coffee
(Coffea canephora var. Robusta) husks using supercritical carbon dioxide. Journal
of supercritical Fluids, n. 59, p.53-60, 2011. Disponível em:
<www.elsevier.com/locate/supflu>. Acesso em: 08 maio. 2019.
