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Type: TESE
Title: Membranas polimericas aplicadas a degomagem de miscela de oleo de milho em escala laboratorial e piloto
Title Alternative: Polymeric membrane applied to degumming ofcorn oil/hexane miscella in laboratorial and pilot scale
Author: Araki, Marcia de Souza
Advisor: Viotto, Luiz Antonio, 1954-
Viotto, Luiz Antonio
Abstract: Resumo: A aplicação da tecnologia de membranas em óleos vegetais ainda não está totalmente estabelecida, entretanto esta tecnologia mostra-se com grande potencial neste segmento, sendo que as principais vantagens em relação ao refino convencional são o uso de condições térmicas mais brandas de processamento, menor consumo energético e, maior retenção de compostos nutricionalmente desejáveis. Desta forma, a utilização de membranas permite a produção de óleos vegetais de qualidade superior, indo ao encontro dos anseios do mercado, de forma ecologicamente correta, com diminuição do impacto ambiental pela menor produção de efluentes e racionalização do uso da água, um recurso natural cada vez mais escasso. O presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento de seis membranas planas poliméricas comerciais (PVDF 30 e 50 kDa, CME 0,025 e 0,05 mm, PC 0,05 mm e PES 10 kDa) frente à permeação de três diferentes solventes (água, etanol e hexano), assim como avaliar a estabilidade estrutural e química das mesmas face à exposição e filtração com hexano. Os resultados mostraram que todas as membranas foram resistentes ao hexano. Foi selecionada uma membrana (PVDF 50kDa) para experimentos de degomagem de miscela de óleo bruto de milho em escala laboratorial, variando-se a pressão (1 a 3 bar) e temperatura (20 a 40 ºC), verificando-se o desempenho da referida membrana em relação à retenção de fosfolipídios e ao fluxo de permeado. O aumento da temperatura e da pressão exerceram efeito positivo sobre os fluxos de permeado, e negativo sobre a retenção de fósforo. Adicionalmente, esta membrana foi testada em escala piloto, onde verificou-se os efeitos da pressão (1 a 3 bar) e velocidade tangencial (1 a 6 m/s) sobre o fluxo de permeado e a retenção de fosfolipídios. A retenção de fosfolipídios manteve-se entre 84,7 e 97,1 %, com níveis residuais de fósforo dos produtos permeados, a 40ºC, permanecendo na faixa de 5¿ 28 mg.kg-1. O fluxo de permeado variou entre 20 a 130 kg.h-1m-2. A análise das resistências demonstrou que a camada polarizada controlou o processo de ultrafiltração. A maior eficiência na degomagem foi obtida através da filtração tangencial em módulo piloto de ultrafiltração, e os fluxos de permeado aumentaram significativamente com o aumento da pressão operacional e velocidade, sem prejuízo aos níveis de retenção de fósforo. O melhor ajuste para os dados em escala laboratorial e piloto foi com o modelo desenvolvido por Field et al. (1995)

Abstract: Membrane technology application in vegetable oils is still not completely developed, however, this technology shows a high potential in this segment, which main advantages in comparison to conventional refining are the usage of low temperature processing conditions, lower energetic consumption and higher desired nutritional value compounds retention. The utilization of membranes allows the production of a superior quality vegetable oil, going towards market trends in an environmental friendly way, since it produces less efluents and conscious usage of water, a resource that gets shorter day after day. This work had as its main purpose the analysis of six flat polimeric commercial membranes¿ behavior (PVDF 30 e 50 kDa, CME 0.025 e 0.05 mm, PC 0.05 mm e PES 10 kDa) regarding their permeation with three different solvents, water, ethanol and hexane, and the evaluation of their resistance through exposure and filtration with hexane. Results show that all membranes are resistant to hexane. One of them was selected (PVDF 50 kDa) to run crude corn oil miscella degumming experiments in laboratorial scale, changing pressure (1 a 3 bar) and temperature (20 a 40 ºC), observing the membrane performance regarding phospholipids retention and permeate flux. Temperature and pressure increase presented a positive effect over permeate flux and negative over phospholipids retention. In addition to that, the membrane was tested in a pilot scale skid, where it has been noticed pressure (from 1 to 3 bar) and tangential flow (from 1 to 6 m/s) effects over permeate flux and phospholipids retention. Residual phospholipids levels of permeate products at 40°C stayed in the range of 5-28 mg.kg -1 with 20-130 kg.h-1.m-2 flux. The resistance analysis showed that the polarized layer controlled the ultrafiltration process. The highest efficiency in degumming was obtained through tangential filtration in an ultrafiltration pilot scale skid and permeate flux increased significantly with the increase of operational pressure and tangential flow, without prejudicing phosphorus retention level. The best fit to the experiments data examined in laboratorial and pilot scale was obtained with the model developed previously by Field et al. (1995)
Subject: Degomagem
Membranas poliméricas
Ultrafiltração
Modelagem
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2008
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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