Estudo da recuperação de aromas e desalcoolização de cerveja tipo pilsen pelo processo de pervaporação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Klayton Marcel Prestes
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/58906
Resumo: Orientador: Agnes de Paula Scheer
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spelling Alves, Klayton Marcel PrestesUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosScheer, Agnes de Paula, 1958-2019-03-26T18:46:30Z2019-03-26T18:46:30Z2018https://hdl.handle.net/1884/58906Orientador: Agnes de Paula ScheerDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 05/10/2018Inclui referências: p. 105-116Resumo: Neste trabalho, foi realizado um estudo da combinação de dois processos de evaporação para a recuperação de aromas e desalcoolização de uma cerveja do tipo Pilsen com um teor alcoólico de 4,67%, v/v, utilizando uma membrana composita de PDMS/PI/PET e considerando o acetato de etila, o álcool isoamilico e o acetato de isoamila como aromas característicos da cerveja. Na recuperação de aromas foi avaliada a influencia da vazão, de 50 a 150 L h-1, e da temperatura de alimentação, de 10 °C a 30 °C. Por sua vez, a desalcoolizacao foi abordada com um planejamento fatorial 22, com uma triplicata no ponto central, com relação a temperatura de 35, 50 e 65 °C e a pressão de 1400, 2200 e 3000 Pa. A combinação dos processos foi simulada como um scale-up dos resultados obtidos experimentalmente, assumindo uma recuperação de 50% de acetato de etila e a obtenção de uma cerveja sem álcool como produto final. Os resultados mostraram que, na recuperacao de aromas, houve polarização por concentração dos ésteres em vazões mais baixas, logo uma vazão de 100 L h-1, Re = 1560, deveria ser adotada a fim de minimizar este efeito. No mesmo contexto, a otimização do fluxo total, as seletividades dos aromas e a concentração de etanol no permeado resultou em uma temperatura de operação de 10 °C, na qual o fluxo total de permeação foi de 0,363 kg m-2 h-1 e as seletividades do acetato de etila, do álcool isoamilico e do acetato de isoamila foram de, respectivamente, 8,0, 2,4 e 6,1. De maneira similar, na desalcoolizacao da cerveja, a otimização dos fluxos individuais e da seletividade do etanol, resultou em uma condição de operação de 65 °C e 1400 Pa, correspondendo a um fluxo total de 1,83 kg m-2 h-1 e seletividade do etanol de 19,7. A simulação do scale-up resultou em uma área necessária de 13,8 m2 de membrana para a unidade de recuperação de aromas e de 4,4 m2 para remover o etanol da cerveja. Um balanço material revelou que de uma vazão de 103,2 kg h-1 de cerveja fresca, pode se produzir 95,1 kg h-1 uma cerveja sem álcool, com cerca de 0,47% de etanol em volume e um conteúdo aromático apreciável, apontando o potencial da combinação dos processos de pervaporacao para este fim. . Palavras-chave: Cerveja sem álcool. Etanol. Seletividade. PDMS. Processos de separação por membrana.Abstract: In this work, a study of the combination of two pervaporation processes for recovery of aromas and dealcoholization of a Pilsen type beer with an alcoholic content of 4.67% (v/v) was carried out, using a composite membrane of PDMS/PI/PET and considering ethyl acetate, isoamyl alcohol and isoamyl acetate as beer characteristic aromas. The influence of the flow rate, from 50 to 150 L h-1, and feed temperature, from 10 °C to 30 °C, was evaluated in the aroma recovery. On the other hand, the dealcoholization study was approached with a factorial design 22, with a triplicate at the central point, regarding the temperature (35, 50 and 65 °C) and pressure (1400, 2200 and 3000 Pa). The processes combination was simulated as a scale-up of the experimental results, assuming a 50% ethyl acetate recovery and a non-alcoholic beer as final product. The results showed that, in the recovery of aromas, there was the effect of concentration polarization of the esters in lower flowrates, thus a flow of 100 L h-1, Re = 1560, should be adopted in order to minimize it. In the same context, the optimization of the total flow, the selectivity of the aromas and the concentration of ethanol in the permeate resulted in an operating temperature of 10 °C, in which the total permeation flux was 0.363 kg m-2 h-1 and the selectivities of ethyl acetate, isoamyl alcohol and isoamyl acetate were, respectively, 8.0, 2.4 and 6.1. Similarly, in the dealcoholization of beer, the optimization of individual flows and ethanol selectivity resulted in an operating condition of 65 °C and 1400 Pa, corresponding to a total flow of 1.83 kg m-2 h-1 and ethanol selectivity of 19.7. The scale-up simulation resulted in a required membrane area of 13.8 m2 for the aroma recovery unit and 4.4 m2 to remove ethanol from the beer. A material balance showed that from 103.2 kg h-1 fresh beer, 95.1 kg h-1 of a non-alcohol beer of about 0.47% ethanol (v/v) and an appreciable aromatic content could be produced, indicating the potential of combining pervaporation processes for this purpose. Key-words: Alcohol-free beer. Ethanol. Selectivity. PDMS. Membrane separation processes.130 p. : il. (algumas color.).application/pdfCerveja - IndústriaTecnologia de alimentosAromaSeparação de membranaEstudo da recuperação de aromas e desalcoolização de cerveja tipo pilsen pelo processo de pervaporaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - KLAYTON MARCEL PRESTES ALVES.pdfapplication/pdf2768121https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/58906/1/R%20-%20D%20-%20KLAYTON%20MARCEL%20PRESTES%20ALVES.pdfcbe309d093379ed50467aaf70d650aa8MD51open access1884/589062019-03-26 15:46:30.316open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/58906Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082019-03-26T18:46:30Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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