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Type: TESE
Title: Recuperação de solvente em miscelas oleo de soja/hexano utilizando tecnologia de membranas
Title Alternative: Soja/hexano solvent oil recovery in miscelas using technology of membranes
Author: Ribeiro, Ana Paula Badan, 1979-
Advisor: Gonçalves, Lireny Aparecida Guaraldo, 1951-
Abstract: Resumo: O óleo de soja é obtido industrialmente a partir da extração com hexana, gerando uma miscela óleo/hexana que é submetida à destilação para recuperação do solvente. Os processos com membranas apresentam baixo consumo energético e têm sido propostos para substituir ou complementar as operações tradicionais de remoção do solvente. Adicionalmente, o emprego desta tecnologia poderia resultar em concomitante desacidificação do óleo, como uma alternativa interessante ao refino químico clássico. Os objetivos deste trabalho foram selecionar uma membrana polimérica para a recuperação de hexano em miscela de óleo de soja, avaliar o efeito do teor de fósforo na alimentação sobre suas características de retenção e otimizar as condições de filtração da miscela, visando máxima retenção de óleo pela membrana. Utilizou-se quatro diferentes membranas poliméricas planas disponíveis comercialmente, com as seguintes especificações: membranas de nanofiltração com massa molar de corte igual a 300 Da, 500 Da e 1000 Da, compostas por polissulfona e poliamida e membrana de osmose reversa com retenção nominal de 99% de NaCl, composta por poliamida. As filtrações foram realizadas em célula perpendicular com agitação e pressurização com N2. As membranas foram avaliadas segundo suas propriedades de hidrofilicidade/hidrofobicidade, permeabilidade e resistência química ao hexano e quanto a seus fluxos de permeado. Devido a seu melhor desempenho geral, a membrana com massa molar de corte igual a 1000 Da foi utilizada nos estudos de recuperação do solvente. A presença de baixos teores de fósforo (4,3 - 49,6 mg.kg-1) em miscela contendo 20% (m/m) de óleo degomado, nas condições operacionais de 30 bar, 40°C e agitação de 300 rpm, não exerceu diferença significativa (p _ 0,05) sobre a retenção de óleo pela membrana, entretanto teve efeito negativo sobre o fluxo de permeado. A otimização da recuperação do solvente foi realizada utilizando-se miscela de óleo de soja refinado com adição de 5% de ácido oléico (25% óleo m/m). O efeito da pressão (13 a 27 bar) e da temperatura (21°C a 49°C) foram avaliados com relação ao fluxo de permeado, retenção de óleo e separação de ácidos graxos livres, através de um planejamento fatorial 22 completo, com 3 pontos centrais e 4 pontos axiais. A maior retenção de óleo (67,12%) ocorreu sob condições de baixa pressão (15 bar) e alta temperatura de 45°C. O aumento da pressão favoreceu o fluxo de permeado e acarretou diminuição na retenção de óleo e ácidos graxos livres pela membrana. Maiores temperaturas, no entanto, apresentaram efeito positivo sobre o fluxo de permeado, retenção de óleo e permeação de ácidos graxos livres

Abstract: Soybean oil is industrially obtained by hexane extraction, producing an oil/hexane miscella that is submitted to distillation for solvent recovery. The process with membranes present low energy consumption and have been proposed to replace or complete the traditional operations in removal of solvent. Furthermore, the use of this technology might result in concomitant oil deacidification, as an interesting alternative to the traditional chemical refining. The purposes of this work were to select a polymeric membrane to hexane recovery in soybean oil miscella, evaluate the feed effect phosphorous content on its retention characteristics and optimize the conditions of miscella filtration, aiming at maximum oil retention by the membrane. Four different commercially available plane polymeric membranes were used: polyamide and polysulphone nanofiltration membranes, with molecular cutt off of 300 Da, 500 Da e 1000 Da and polyamide reverse osmosis membrane with nominal retention of 99% NaCl. Filtrations were performed in a stirred dead-end cell, pressurized with N2. The membranes were evaluated according to its hidrophilicity/hidrophobicity properties, hexane permeability and chemical resistance and regarding to its permeate fluxes. Due to its better general performance, the membrane with molecular cutt off of 1000 Da was used in solvent recovery studies. The presence of low phosphorous content (4.3 ¿ 49.6 mg.kg-1) in degummed soybean oil miscella (20% w/w), under operational conditions of 30 bar, 40°C and 300 rpm stirring speed, did not have significative difference (p _ 0.05) on oil retention by the membrane. However it presented a negative effect on permeate flux. The solvent recovery optimization was performed using deodorized soybean oil miscella with addition of 5% oleic acid (25% oil w/w). The pressure (13 to 27 bar) and temperature (21°C to 49°C) effects were evaluated regarding the permeate flux, oil retention and free fatty acids separation, through a complete 22 experimental design with 3 central points and 4 axial points. The higher oil retention (67.12%) occurred under low pressure (15 bar) and high temperature (45°C) conditions. The increasing pressure enhanced the permeate flux and induced reduction in oil and free fatty acids retention by the membrane. Nevertheless, higher temperatures presented positive effect on permeate flux, oil retention and free fatty acids permeation
Subject: Óleo de soja
Hexano
Solventes
Micelas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2005
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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