Desterpenação de óleo essencial utilizando líquidos iônicos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Fernanda Manuela Ganem
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39376
Resumo: Estima-se que 3000 óleos essenciais são conhecidos, destes, 300 são comercialmente atraentes. A maior parte dos óleos essenciais são destinados ao mercado de aromas e fragrâncias. Os óleos cítricos são um dos mais utilizados em diferentes ramos da indústria, no entanto, devido à grande quantidade de compostos terpênicos e a sua instabilidade química, um processo de remoção de terpenos, denominado desterpenação, precisa ser empregado para preservação das características organolépticas do óleo. Assim, o presente estudo tem como objetivo principal a investigação da desterpenação de óleos essenciais cítricos utilizando líquidos iônicos ([C2mim][OAc] e [C4mim][OAc]) como solventes. Para tanto, foi necessária a determinação experimental dos dados ELV a 5 kPa a partir de um destilador Fischer e a modelagem termodinâmica considerando as equações de NRTL e UNIQUAC. Diferentes operações unitárias para a desterpenação foram simuladas no Aspen Plus, incluindo extração, destilação simples e destilação extrativa, com uma corrente de alimentação de óleo modelo de laranja (limoneno e linalol) de 1000 kg/h. Na extração líquido-líquido, usando líquidos iônicos, a desterpenação atingiu apenas 70% de pureza. A destilação simples sob pressão atmosférica mostrou-se inviável, mas a destilação à vácuo exigiu muitos estágios e alto consumo energético para obter purezas de 99%. A destilação extrativa com líquidos iônicos foi a mais promissora, alterando a volatilidade dos componentes com sucesso. Com 15 pratos e razão de refluxo de 1,0, obteve-se linalol puro com 25 kg/h de solvente. Aumentando para 100 kg/h de solvente, foram necessários apenas 10 pratos e razão de refluxo de 0,5. No entanto, a recuperação do líquido iônico foi um desafio, assim, uma configuração alternativa foi investigada, a destilação extrativa com uma coluna de stripping. Os resultados foram competitivos, sendo vantajosa para altas purezas e altas taxas de fluxo de solvente, embora exigisse mais energia. Os líquidos iônicos destacaram-se como solventes devido às interações favoráveis, impulsionadas pelo caráter aceitador de ligação de hidrogênio do ânion. Por conclusão, o estudo desempenha um papel crucial na área de óleos essenciais, destacando a eficácia dos líquidos iônicos na desterpenação via destilação extrativa.
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Diferentes operações unitárias para a desterpenação foram simuladas no Aspen Plus, incluindo extração, destilação simples e destilação extrativa, com uma corrente de alimentação de óleo modelo de laranja (limoneno e linalol) de 1000 kg/h. Na extração líquido-líquido, usando líquidos iônicos, a desterpenação atingiu apenas 70% de pureza. A destilação simples sob pressão atmosférica mostrou-se inviável, mas a destilação à vácuo exigiu muitos estágios e alto consumo energético para obter purezas de 99%. A destilação extrativa com líquidos iônicos foi a mais promissora, alterando a volatilidade dos componentes com sucesso. Com 15 pratos e razão de refluxo de 1,0, obteve-se linalol puro com 25 kg/h de solvente. Aumentando para 100 kg/h de solvente, foram necessários apenas 10 pratos e razão de refluxo de 0,5. No entanto, a recuperação do líquido iônico foi um desafio, assim, uma configuração alternativa foi investigada, a destilação extrativa com uma coluna de stripping. Os resultados foram competitivos, sendo vantajosa para altas purezas e altas taxas de fluxo de solvente, embora exigisse mais energia. Os líquidos iônicos destacaram-se como solventes devido às interações favoráveis, impulsionadas pelo caráter aceitador de ligação de hidrogênio do ânion. Por conclusão, o estudo desempenha um papel crucial na área de óleos essenciais, destacando a eficácia dos líquidos iônicos na desterpenação via destilação extrativa.It is estimated that 3000 essential oils are known, of which 300 are commercially attractive. Most essential oils are destined for the aroma and fragrance market. Citrus oils are among the most widely used in different industrial branches; however, due to the large amount of terpene compounds and their chemical instability, a terpene removal process, called deterpenation, needs to be employed to preserve the organoleptic characteristics of the oil. Therefore, the main objective of the present study is to investigate the deterpenation of citrus essential oils using ionic liquids ([C2mim][OAc] and [C4mim][OAc]) as solvents. To achieve this, it was necessary to experimentally determine ELV data at 5 kPa using a Fischer distiller and thermodynamic modeling considering the NRTL and UNIQUAC equations.Various unit operations for deterpenation were simulated in Aspen Plus, including extraction, simple distillation, and extractive distillation, using a model orange oil feed stream (limonene and linalool). In liquid-liquid extraction, using ionic liquids, deterpenation reached only 70% purity. Simple distillation under atmospheric pressure proved unfeasible, but vacuum distillation required many stages and high energy consumption to achieve purities of 99%. Extractive distillation with ionic liquids was the most promising, successfully altering the volatility of the components. With 15 trays and a reflux ratio of 1.0, pure linalool was obtained with 25 kg/h of solvent. Increasing to 100 kg/h of solvent, only 10 trays and a reflux ratio of 0.5 were required. However, the recovery of the ionic liquid was challenging, so an alternative configuration was investigated: extractive distillation with a stripping column. The results were competitive, being advantageous for high purities and high solvent flow rates, although it required more energy. Ionic liquids stood out as solvents due to favorable interactions, driven by the hydrogen bond-accepting character of the anion. In conclusion, the study plays a crucial role in the area of essential oils, highlighting the effectiveness of ionic liquids in deterpenation via extractive distillation.porUNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) UFBABrasilEscola PolitécnicaEssential oilDeterpenationvacuum distillationIonic liquidCNPQ::ENGENHARIASÓleo essencialDesterpenação.Destilação a vácuoLíquido iônicoDesterpenação de óleo essencial utilizando líquidos iônicos.Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionMattedi, SilvanaGóis, Luiz Mário Nelson deSilva, Ana Cristina Morais daMattedi, SilvanaGois, Luiz Mário Nelson deCeriani, RobertaCardozo Filho, LúcioVianna , Regina Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/9445443567461327Souza, Fernanda Manuela Ganeminfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALTese_Fernanda Manuela Ganem Souza.pdfTese_Fernanda Manuela Ganem Souza.pdfapplication/pdf5034755https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/39376/1/Tese_Fernanda%20Manuela%20Ganem%20Souza.pdf27df79734765f51e185fb4808bfb35cdMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1720https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/39376/2/license.txtd9b7566281c22d808dbf8f29ff0425c8MD52open accessri/393762024-05-22 09:41:18.677open accessoai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://192.188.11.11:8080/oai/requestopendoar:19322024-05-22T12:41:18Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false
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