Resumo: Este trabalho apresenta metodologias complementares e auxiliares para modelagem na extração supercrítica de óleos essenciais. A primeira metodologia consiste em um procedimento matemático para a obtenção dos coeficientes de fugacidade, a partir de uma equação de estado, os quais são necessários na modelagem termodinâmica da extração supercrítica. Neste procedimento permite-se a utilização de qualquer tipo de regra de mistura para determinação dos parâmetros de interação da equação de estado. A segunda metodologia trata-se de um procedimento para o cálculo do equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. O equilíbrio líquido-vapor é calculado a partir de um sistema de equações envolvendo equações de balanços de massa, critérios de equilíbrio termodinâmico e restrições estequiométricas. Este procedimento permite calcular os problemas básicos de equilíbrio líquido-vapor tais como: ponto de bolha, ponto de orvalho e flash. Utilizou-se este procedimento cálculo da solubilidade de um óleo para o essencial em dióxido de carbono. A terceira consiste estimação dos parâmetros de interação binária das equações na metodologia desenvolvida de estado a partir de dados experimentais de equilíbrio líquido-vapor da literatura. Foi empregado o método de máxima verossimilhança juntamente com a segunda metodologia proposta parâmetros de interação binária das equações de estado usadas no cálculo equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. Finalmente, foi desenvolvido um procedimento de avaliação econômica rápida para plantas industriais de extração supercrítica para produtos naturais. Esta avaliação econômica está centrada principalmente no custo energético. A quarta metodologia permite o cálculo da cinética de extração supercrítica baseado no modelo de leito fixo com difusão em sólido homogêneo. o modelo proposto deve ser aplicado para as seguintes condições: sistemas isotérmicos, sistemas monocomponentes, escoamento unidimensional, sem dispersão axial e isoterma de sorção linear. O exemplo selecionado para a aplicação das metodologias desenvolvidas foi a desterpenação do óleo essencial de laranja, de grande interesse industrial. Foram utilizadas as equações de estado de Peng-Robinson e de Soave-Redlich-Kwong. Ver menos

Abstract: This work presents complementary and auxiliary methodologies for modeling supercritical extraction of essential oils. The first methodology consists of a mathematical procedure to obtain the fugacity coefficients, from any equation of state. These coefficients are necessary for thermodynamic modeling of the supercritical extraction. This procedure allows to use any type of mixing rule for determination of the interaction parameters of the equation of state. The second methodology deals with the procedure to calculate the vapour-liquid equilibrium at high pressures. The vapour-liquid equilibrium is calculated from a system of equations involving the mass balance, thermodynamic equilibria relationship and stoichiometric restrictions. This procedure allows to calculate the basic problems of liquid-vapour equilibrium, such as: bubble point, dew point and flash. The solubility of an essential oil in carbon dioxide was predicted using this procedure. The third methodology was developed in order estimate binary interaction parameters of the thermodynamic equations state from literature liquid-vapour equilibrium Maximum Likelihood experimental data. The Generalized method was used together with the methodology to calculate binary interaction parameters for the liquid-vapour equilibrium at high pressures. The fourth methodology allows the study of the kinetics of supercritical extraction based on a fixed bed model with the diffusion in homogeneous solid. The adopted model can be used for the systems which are: isotherm, one dimensional, without axial dispersion and have a linear sorption isotherm. Finally, a procedure was developed for a fast economic evaluation of industrial plants of supercritical extraction of natural products. This economic evaluation takes into account the energy cost. The example selected for the application of the developed methodologies was the desterpenation of orange essential oil, which is a oil of great industrial interest. Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong were the used equations of state. Ver menos