Determinação da difusidade massica efetiva do oleo essencial de cravo-da-India(Eugenia Caryophyllus), em CO2 liquido, a diferentes condições de pressão e temperatura

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zapata Norena, Caciano Pelayo
Data de Publicação: 1998
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1586768
Resumo: Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles
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spelling Determinação da difusidade massica efetiva do oleo essencial de cravo-da-India(Eugenia Caryophyllus), em CO2 liquido, a diferentes condições de pressão e temperaturaMassa - TransferênciaEssências e óleos essenciaisExtração com fluído supercríticoDióxido de carbonoOrientador: Maria Angela de Almeida MeirelesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O coeficiente de difusão efetivo do óleo essencial de cravo-da-índia, em CO2 líquido subcótico, foi determinado, experimentalmente, a 64,7 e 69,7 bar e temperaturas entre 10 e 20°C. Os extratos obtidos foram caracterizados por GC-EM. O equipamento experimental foi um extrator de leito fixo. O cravo-da-índia moído (mesh 32 + 65) foi compactado para formar o leito fixo. Com a ajuda de uma bagueta de vidro (1 cm de diâmetro), o material sólido foi manualmente compactado dentro de uma matriz cilíndrica oca, feita de seringas hipodérmicas descartáveis, sendo que, para manter a forma do cilindro compactado, utilizou-se uma malha tubular, para fins cirúrgicos, de algodão. Foram obtidos sólidos, de densidade uniforme, na forma de cilíndrica com 2,17 cm de diâmetro e comprimento na faixa de 6,2 e 7,2 cm. Cada experimento precisou de 9 cilindros, que foram pesados em uma balança analítica e colocados dentro do extrator (de 60,5 cm de comprimento e 2,17 cm de diâmetro). Cada cilindro foi considerado como um sólido O coeficiente de difusão efetivo foi avaliado pelo ajuste do perfil de concentração à equação de transferência de massa em estado não-estacionário, com difusão em uma direção, em um meio semi-infinito. Também foram considerados os seguintes casos: o coeficiente de difusão constante e o coeficiente de difusão dependente da concentração, onde duas funções foram consideradas: Def = Do exp(k1X) Def =Do(1+kX)k2. O método numérico de diferenças finitas foi usado para resolver a equação de transferência de massa. O método implícito de solução foi usado pelo modelo que considera a difusividade independente da concentração, enquanto o método explícito foi usado para os modelos que consideram que o coeficiente de difusão e a concentração estão relacionados. Incrementos de tempo de 5 segundos com 60 pontos de colocação foram usados nos três modelos propostos. Esses valores utilizados foram usados para evitar oscilações numéricas no caso do método explicito, conseguindo-se ?f0 Mo menores que 10-5. Considerando o erro relativo médio e a análise de resíduos, encontrou-se que o modelo potencial foi o melhor dos modelos estudados para predizer os valores de difusividade. Os erros relativos médios, para todas as condições de pressão e temperatura, foram menores que 3,5 %. Os valores preditos de Do estão na faixa de 3,25.10-10 e 5,25.10-10 m2/s e, à temperatura constante, não são afetados pela pressão. Os números de Fourier encontrados foram menores que 0,003, valores que indicam que o sistema desenvolvido comportou-se como um meio semi-infinito. Os principais constituintes do óleo de cravo-da-índia obtidos pela extração com CO2 foram: eugenol, ß-cariofileno, a-humuleno e acetato de eugenilaAbstract: The effective mass diffusion coefficient of clove essential oil in sub critical liquid CO2 was experimentally determined at 64.7 and 69.7 bar and temperatures of from 10 to 20°C. The extracts were characterized by GC-MS. The experimental apparatus was a fixed bed extractor. Compact powdered cloves (mesh -32 +65) formed the fixed bed. Solid material was manually compacted with the aid of a glass rod (1 cm of diameter) into a surgical tubular cloth, which was placed into a hollow cylindrical matrix made of disposable hypodermic syringes. Solids with a cylindrical shape of approximately 2.17 cm diameter and range of 6.2 and 7.2 cm length and a uniform density were obtained. Each experiment required 9 cylinders that were weighed in an analytic balance and placed inside the extractor (with length of 60.5 cm and diameter of 2.17 cm). Each cylinder was considered as one solid element. The effective mass diffusion coefficient was evaluated by fitting the experimental concentration profile to the unsteady state mass balance equation for unidirectional diffusion in semi-infinite solid medium. The following cases were considered constant diffusion coefficient and concentration dependent diffusion coefficient, where two functions were considered: Def = Do exp(k1X) Def =Do(1+kX)k2 .The finite differences numerical method was used to solve the mass transfer equation. The implicit solution method was used for the model when the diffusivity was considered independent of the concentration, whereas the explicit method was used for those models where diffusion and concentration were related by exponential and potential functions. The steps of time were 5 seconds with 60 nodal points were used for the three proposed methods. These values were used to avoid numerical oscillations in the explicit method achieving ?f0 smaller than 10-5. Considering the average relative errors and residue analysis, it was found that the potential method was the best among the models studied to predict diffusivity values. The average relative errors for all pressure and temperatures conditions were smaller than 3.5%. Predicted values for Do were in the range of 3.25.10-10 and 5.25.10-10 m2/s, and at constant temperature they were not affected by pressure. Fourier numbers were smaller than 0.003, which indicate, that the developed system behaved as a semi-infinite medium. The main constituents of clove essential oil obtained by CO2 extractions were eugenol, ß-caryophilene, a-humulene and eugenol acetateDoutoradoDoutor em Engenharia de Alimentos[s.n.]Petenate, Maria Angela de Almeida Meireles, 1953-Ferreira, Sandra R. S.Rocha, Sandra Cristina dos SantosCabral, Fernando AntonioBannwart, Antonio CarlosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASZapata Norena, Caciano Pelayo19981998-12-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf166f. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1586768ZAPATA NORENA, Caciano Pelayo. Determinação da difusidade massica efetiva do oleo essencial de cravo-da-India(Eugenia Caryophyllus), em CO2 liquido, a diferentes condições de pressão e temperatura. 1998. 166f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1586768. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/136254porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T02:51:31Zoai::136254Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T02:51:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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