Orientador: Roberta Ceriani

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Nos últimos anos, a indústria de óleos e gorduras vem crescendo em larga escala, principalmente por causa do aumento de produção de biocombustíveis (biodiesel). Dentre as operações unitárias, as que envolvem a transferência de massa, como a destilação e o esgotamento, estão entre as mais...

Resumo: Nos últimos anos, a indústria de óleos e gorduras vem crescendo em larga escala, principalmente por causa do aumento de produção de biocombustíveis (biodiesel). Dentre as operações unitárias, as que envolvem a transferência de massa, como a destilação e o esgotamento, estão entre as mais importantes nas etapas de separação e purificação de produtos. Nessas, a descrição do equilíbrio líquido-vapor da mistura multicomponente é fundamental. Como consequência, a demanda por dados experimentais de equilíbrio de fases e modelagem termodinâmica envolvendo compostos da tecnologia de lipídios estão se tornando cada vez mais temas de pesquisa. Avaliando esse cenário, esse trabalho de doutorado teve como principal objetivo mapear a interação entre os diferentes grupos funcionais que constituem as classes de compostos de interesse. Esse mapeamento foi feito a partir da determinação da pressão de vapor da monononanoina, monolaurina e dinonanoina a pressões subatmosféricas, além de dados de equilíbrio líquido-vapor das seguintes misturas: monocaprilina + ácido láurico (3,42 kPa), monononanoina + monolaurina (2,06 kPa), monononanoina + hexadecanol (2,02 kPa), monolaurina + octadecanol (2,05 kPa), hexadecanol + octadecanol (1,73 kPa), hexadecanol + metil miristato (1,72 kPa) monononanina + tributirina (1,69 kPa), dinonanoina + octacosano (1,70 kPa), pela técnica da calorimetria diferencial exploratória (DSC), e o próprio aprimoramento da técnica em si. Também foram obtidas as temperaturas normais de ebulição dos seguintes compostos: monobutirina, monocaprina, monolaurina, monopalmitina, monoestearina, dicaprilina, dinonanoina e dicaprina, pela técnica da termogravimetria (TGA). Em conjunto, foram feitos a avaliação e o aprimoramento da capacidade preditiva do método UNIFAC em suas diferentes versões. A relevância de ferramentas preditivas de elevada acurácia e de amplo espectro de aplicação em projetos de engenharia na área de óleos, gorduras e biodiesel é evidente, uma vez que na grande maioria das vezes, o engenheiro tem que fazer uso da termodinâmica aplicada para estimar o comportamento de misturas multicomponentes cujas informações específicas nas condições desejadas (temperatura, pressão e/ou composição) não estão disponíveis, recorrendo-se muitas vezes à informações obtidas à partir de misturas binárias

Abstract: In recent years, the oil and fat industry has been growing on a large scale, primarily because of the increase in the production of biofuels (biodiesel). Among the unit operations, those that involve mass transfer, such as distillation and stripping, figure as the most important steps for...

Abstract: In recent years, the oil and fat industry has been growing on a large scale, primarily because of the increase in the production of biofuels (biodiesel). Among the unit operations, those that involve mass transfer, such as distillation and stripping, figure as the most important steps for separation and purification of products. In these processes, the description of the vapor-liquid equilibria of the multicomponent mixture is crucial. As a consequence, the demand for experimental data of phase equilibria and thermodynamic modeling involving compounds of the lipid technology are increasingly becoming areas of research. Evaluating this scenario, the developed doctoral project had as main objective to map the interaction between the different functional groups that constitute the classes of compounds of interest. This mapping was made from the determination of vapor-liquid equilibrium data of the following mixtures: monocaprylin + lauric acid (3.42 kPa), monononanoin + monolaurin (2.06 kPa), monononanoin + hexadecanol (2.02 kPa), monolaurin + octadecanol (2.05 kPa), hexadecanol + octadecanol (1.73 kPa), hexadecanol + methyl myristate (1.72 kPa) monononanin + tributyrin (1.69 kPa), dinonanoin + octacosane (1.70 kPa), by the differential scanning calorimetry (DSC) technique, together with the improvement of the technique itself. Normal boiling points for the following compounds were also measured using the thermogravimetric analysis (TGA): monobutyrin, monocaprin, monolaurin, monopalmitin, monoestearin, dicaprylin, dinonanoin and dicaprin. In conjunction, an evaluation and improvement of predictive capacity of the UNIFAC method in its different versions were performed. The relevance of these predictive tools of high accuracy and vast application for engineering design of oil/fat and biodiesel processes is evident, i.e., an engineer frequently relies on applied thermodynamics and binary mixture data for estimating the behavior of multicomponent mixtures for which specific information at desired conditions in terms of temperature, pressure and/or composition are not available

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