Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL-MG
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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2175| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Estudo da solubilidade de ácidos graxos em solventes orgânicos usando o simulador computacional DWSIM |
| Título(s) alternativo(s): | Study of the solubility of fatty acids in organic solvents using the DWSIM computer simulator |
| Autor: | FÉLIX, Celso Ferreira  |
| Primeiro orientador: | BASSO, Rodrigo Corrêa |
| Primeiro membro da banca: | OLIVEIRA, Flávio Augusto Dias de |
| Segundo membro da banca: | VILLALBA MORALES, Sergio Andres |
| Resumo: | A desodorização é uma etapa do processo produtivo de óleos vegetais e gera como subproduto o destilado de desodorização de óleo (DDO), uma mistura de componentes de interesse de diversas indústrias, entre eles os ácidos graxos. Diversos modos de extração e purificação desses componentes são reportados na literatura, porém a dissolução fracionada é uma alternativa mais viável e depende do conhecimento da solubilidade destes constituintes do DDO nos solventes. O ajuste de parâmetros de interação a partir de modelos termodinâmicos juntamente com a utilização de simuladores comerciais permite descrever o comportamento da solubilidade em função da temperatura utilizando poucos dados experimentais. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou estudar a solubilidade de ácidos graxos em solventes orgânicos usando o simulador computacional DWSIM. Usando dados experimentais de temperatura e fração molar, fez-se o ajuste de parâmetros do modelo NRTL por meio da minimização da função objetivo em planilha eletrônica programada. Após essa etapa, os parâmetros foram adicionados ao DWSIM e então foi realizada as simulações dos sistemas com o propósito de avaliar se os resultados calculados eram próximos aos dados experimentais da literatura, demonstrando esse comportamento em perfis de solubilidade de fração molar por temperatura. Os parâmetros de solubilidade de Hansen foram calculados para auxiliar na explicação das interações soluto-solvente no processo de solubilização dos sistemas. Avaliando a solubilidade dos sistemas binários, obteve-se perfis de solubilidade dos resultados calculados bastante próximos com os dados experimentais, desvios médios menores que 2,5% e maior solubilidade em 2-propanol e menor em etanol. Para os sistemas ternários, também foram obtidos perfis de solubilidade dos resultados calculados que se sobrepuseram aos dados experimentais, redução da solubilidade devido ao efeito antissolvente da água e desvios médios menores que 2,0%. Analisando o sistema ácido láurico + ácido mirístico + etanol, os resultados demonstraram a nítida separação dos ácidos graxos em uma corrente líquida e uma corrente sólida, influenciada pela temperatura e vazão molar de etanol. Comparando a solubilidade entre os ácidos graxos, o ácido láurico é mais solúvel que os ácidos palmítico e esteárico e o aumento da temperatura condiciona a maior interação soluto-solvente na solubilidade dos ácidos graxos no mesmo solvente orgânico. Conclui-se que o ajuste de parâmetros do modelo NRTL e o simulador DWSIM representaram adequadamente a solubilidade dos ácidos graxos nos solventes orgânicos comparando os resultados calculados com os dados experimentais visto a convergência dos perfis de solubilidade obtidos e desvios médios menores que 2,5%. |
| Abstract: | The deodorization is a step in the production process of vegetable oils and generates as a byproduct the oil deodorization distillate (DDO), a mixture of components of interest to various industries, including fatty acids. Several modes of extraction and purification of these components are reported in the literature, but fractional dissolution is a more viable alternative and depends on the knowledge of the solubility of these DDO constituents in solvents. The adjustment of interaction parameters from thermodynamic models together with the use of commercial simulators allows to describe the behavior of solubility as a function of temperature using few experimental data. In this context, the present work aimed to study the solubility of fatty acids in organic solvents using the computational simulator DWSIM. Using experimental data of temperature and mole fraction, the parameters of the NRTL model were fitted by minimizing the objective function in a programmed spreadsheet. After this step, the parameters were added to DWSIM and then the simulations of the systems were performed in order to evaluate if the calculated results were close to the experimental data in the literature, demonstrating this behavior in solubility profiles of mole fraction by temperature. Hansen solubility parameters were calculated to assist in explaining the solute-solvent interactions in the solubilization process of the systems. Evaluating the solubility of the binary systems, the solubility profiles of the calculated results were very close to the experimental data, with average deviations of less than 2,5% and higher solubility in 2-propanol and lower in ethanol. For the ternary systems, solubility profiles of the calculated results were also obtained that overlapped with the experimental data, reduced solubility due to the antisolvent effect of water and average deviations less than 2,0%. Analyzing the lauric acid + myristic acid + ethanol system, the results showed the clear separation of the fatty acids into a liquid stream and a solid stream, influenced by the temperature and molar flow rate of ethanol. Comparing the solubility between the fatty acids, lauric acid is more soluble than palmitic and stearic acids and increasing temperature conditions the higher solute-solvent interaction on the solubility of the fatty acids in the same organic solvent. It is concluded that the parameter fitting of the NRTL model and the DWSIM simulator adequately represented the solubility of fatty acids in organic solvents by comparing the calculated results with the experimental data since the convergence of the solubility profiles obtained and average deviations less than 2.5%. |
| Palavras-chave: | Solubilidade. Ácidos graxos. Extração por solventes. |
| Área(s) do CNPq: | ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
| Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
| Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Citação: | FÉLIX, Celso Ferreira. Estudo da solubilidade de ácidos graxos em solventes orgânicos usando o simulador computacional DWSIM. 2021. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2021. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2175 |
| Data de defesa: | 10-Nov-2021 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Dissertacao_CelsoFerreiraFelix_2021_PPGEQ.pdf | 1,29 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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