Estudo do equilíbrio líquido-líquido visando a desodorização do bioglicerol por extração por solvente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, Fernando da Silva, 1996-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14028
Resumo: Orientador: Roberta Ceriani
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No entanto, purificar a fase glicerina não tem se mostrado uma tarefa simples, pois são necessários vários processos para atingir altas purezas, a exemplo da neutralização, decantação, evaporação, destilação a vácuo, desodorização por esgotamento por vapor de arraste a altas temperaturas e adsorção em carvão ativado. A desodorização, em particular, é conduzida em altas temperaturas, apresentando alto custo energético e condições adversas de operação, com o fim de retirar compostos oxigenados de curta cadeia carbônica. Com isso, surge a necessidade de estudar processos de separação alternativos, que sejam mais seguros e menos onerosos, a exemplo da extração líquido-líquido. Para tanto, primeiramente, é preciso determinar o comportamento de equilíbrio líquido-líquido (ELL) das substâncias utilizando sistemas modelos para gerar informações que irão fomentar o conhecimento para uma futura implementação na indústria. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi de avaliar a extração líquido-líquido por meio de estudos de ELL dos sistemas glicerol (diluente) + ?-valerolactona (solvente) + ácido valérico ou propanoico (solutos) a 50 °C e (glicerol+H2O, 50% molar) (diluente) + ? -valerolactona + ácido valérico a 25 °C. Os resultados demonstraram que a ? -valerolactona (GVL) conseguiu extrair os solutos da fase rica em glicerol em todos os sistemas estudados, com coeficientes de distribuição de soluto maior que 1 e apresentando boa seletividade ao soluto, com valores maiores que 7, sendo que para o sistema contendo a mistura glicerol+H2O como diluente, a GVL foi ainda mais seletiva ao soluto. As incertezas das frações mássicas calculadas para os dois primeiros sistemas experimentais foram obtidas na terceira casa decimal e para o sistema contendo água no diluente foram obtidos valores entre a segunda e a terceira casas. Por fim, as composições do ELL foram modeladas por meio do NRTL e do UNIQUAC e os resultados indicaram que ambos são capazes de modelar os sistemas estudados com boa precisão, todavia, para o sistema com água, a modelagem termodinâmica precisa ser melhorada. Os métodos preditivos testados (UNIFAC-DMD e COSMO-SAC) falharam para os sistemas estudadosAbstract: Bioglycerol is the main co-product generated in biodiesel production, formed at approximately 10% w/w in relation to the amount of oil used as raw material. Therefore, the industry has been purifying the glycerin phase to obtain bioglycerol at a purity suitable for commercialization. However, purifying the glycerin phase has not proven to be a simple task, as several processes are required to achieve high purities, such as neutralization, decantation, evaporation, vacuum distillation, deodorization at high-temperature and with steam stripping injection, and adsorption on activated carbon. Deodorization, in particular, is carried out at high temperatures, presenting high energy costs and adverse operating conditions, in order to remove short-chain oxygenated compounds. As a result, there is a need to study alternative separation processes that are safer and less costly, such as liquid-liquid extraction. To do so, it is necessary to first determine the liquid-liquid equilibrium (LLE) behavior of the substances using model systems to generate information that will provide the knowledge for future implementation in the industry. Therefore, the aim of this study was to evaluate the liquid-liquid extraction through LLE studies of glycerol (diluent) + ?-valerolactone (solvent) + valeric or propanoic acid (solute) systems at 50°C and (glycerol + H2O, 50% molar) (diluent) + ?-valerolactone + valeric acid at 25°C. The results showed that ?-valerolactone (GVL) was able to extract the solutes from the glycerol-rich phase in all studied systems, with solute distribution coefficients greater than 1 and presenting good solute selectivity, with values greater than 7. For the system containing the glycerol+H2O mixture as a diluent, GVL was even more selective to the solute. The uncertainties of the calculated mass fractions for the first two experimental systems were obtained in the third decimal place and for the system containing water in the diluent, values between the second and third decimal places were obtained. Finally, the LLE compositions were modeled using the NRTL and UNIQUAC and the results indicated that both models were capable of accurately modeling the studied systems, however, for the system with water, thermodynamic modeling needs to be improved. The tested predictive methods (UNIFAC-DMD and COSMO-SAC) failed for the studied systemsMestradoEngenharia QuímicaMestre em Engenharia QuímicaFAPESP2020/14412-2; 2021/11380-5[s.n.]Ceriani, Roberta, 1976-Ferreira, Marcela CravoRodrigues, Christianne Elisabete da CostaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMoraes, Fernando da Silva, 1996-20232023-08-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (91 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/14028MORAES, Fernando da Silva. Estudo do equilíbrio líquido-líquido visando a desodorização do bioglicerol por extração por solvente. 2023. 1 recurso online (91 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/14028. 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