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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Avaliação do uso do etanol para a extração sólido-líquido de óleo de soja e para a produção de biodiesel etílico pela análise do equilíbrio líquido-líquido
Title Alternative: Evaluation of ethanol use for the solid-liquid extraction of soybean oil and for the ethylic biodiesel production by analysis of the liquid-liquid equilibrium
Author: Ferreira, Marcela Cravo, 1986-
Advisor: Batista, Eduardo Augusto Caldas, 1966-
Abstract: Resumo: Nos últimos anos, a busca por fontes alternativas para atender crescentes demandas globais de energia está aumentando continuamente. O impacto ambiental causado pelos combustíveis fósseis tem estimulado o interesse por combustíveis renováveis, como o biodiesel e o etanol. O Brasil possui além da diversidade e da alta produtividade de óleos vegetais, um domínio tecnológico da produção de etanol via processo fermentativo, o que confere ao país, do ponto de vista econômico, grande vantagem na produção do biodiesel etílico. A produção desse biodiesel pode modificar a indústria de óleos e desenvolver um processo que envolva operações unitárias que sejam compartilhadas pela produção de óleo para fins alimentícios e para biocombustível, pode melhorar a eficiência e diminuir custos do processo. O etanol pode ser utilizado em diferentes etapas do processo, desde a extração do óleo da matriz oleaginosa, seguida pela desacidificação e na transesterificação. Neste contexto, este trabalho visou estudar o processo de extração de óleo de soja e o equilíbrio líquido-líquido (ELL) da etapa de transesterificação do biodiesel. Foram realizados experimentalmente ensaios de extração sólido-líquido de óleo de soja utilizando etanol como solvente que permitiram verificar que o processo é limitado pela solubilidade do óleo no solvente na temperatura de operação. Foi realizado a simulação da extração sólido-líquido em contracorrente obtendo concentração de óleo residual no rafinado final inferior a 0,5 %. Além disso, foi realizada a determinação teórica da vazão mínima de solvente e verificou-se que na extração utilizando-se hexano é possível trabalhar com vazões de solvente mais baixas. No que concerne ao equilíbrio líquido-líquido de sistemas envolvidos na produção de biodiesel, novos dados de equilíbrio líquido-líquido foram obtidos para sistemas presentes na transesterificação de óleos vegetais. Notou-se que com o aumento da temperatura e da concentração de mono e diacilgliceróis, a solubilidade de ambas as fases aumenta. Dados de equilíbrio líquido-líquido de substâncias puras da produção de biodiesel foram obtidos e novos parâmetros de interação do modelo UNIFAC foram reajustados. Diferentes matrizes de parâmetros UNIFAC foram testadas para a predição do equilíbrio líquido-líquido de sistemas envolvidos na etanólise, e uma matriz de parâmetros da literatura foi capaz de diminuir significativamente os valores dos desvios entre os dados experimentais e os calculados. Dados de equilíbrio líquido-líquido de sistemas reais obtidos no decorrer da reação de transesterificação foram obtidos, e foi possível verificar a região bifásica durante a etanólise e a distribuição dos acilgliceróis parciais nas fases

Abstract: Nowadays, the search for alternative sources to meet the global energy demand is continuously increasing. The environmental impact caused by fossil fuels has spurred interest in renewable fuels such as biodiesel and ethanol. Brazil, besides having a high diversity and productivity of vegetable oils, masters the technology in production of ethanol by fermentation processes, which gives the country, from an economic point of view, an advantage in the production of ethylic biodiesel. The production of biodiesel can modify the oil industry and develop a process that involves unit operations that are shared by the production of oil for food and for ethyl biodiesel, improving efficiency and reducing process costs. Ethanol can be used in different stages of the process, from the extraction of oil from oleaginous matrix, followed by deacidification and transesterification. In this context, this work aimed at studying the process of soybean oil extraction and the liquid-liquid equilibrium (LLE) of the biodiesel transesterification step. It was performed solid-liquid extractions of soybeans using ethanol as solvent that allowed verifying that the process is limited by the oil solubility in the solvent at the operating temperature. The simulation of the solid-liquid countercurrent extraction was carried out obtaining residual oil concentration in the final raffinate lower than 0.5%. Furthermore, the minimum flow of solvent was theoretically determined and it was found that extraction with hexane allows working with lower solvent flow rates. As regards the liquid-liquid equilibrium systems involved in the production of biodiesel, new liquid-liquid equilibrium (LLE) data were obtained for systems present in the transesterification of vegetable oils. It was noted that with the increase in temperature and diacylglycerol and monoacylglycerol concentration, solubility of both phases increased. New liquid-liquid equilibrium experimental measurements were obtained for systems composed of pure substances and data were used to estimate UNIFAC parameters. Different sets of UNIFAC binary interaction parameters were used to test the prediction of the liquid-liquid equilibrium of systems involved in the ethanolysis and a set of parameters, obtained from literature, was able to significantly decrease the values of the deviations between experimental and calculated data. Liquid-liquid equilibrium data for real systems obtained during the transesterification reaction were obtained and it was possible to verify biphasic region during ethanolysis and phases distribution of partial acylglycerol
Subject: Extração por solventes
Etanol
Biodiesel
Equilíbrio líquido-líquido
UNIFAC, Método
Editor: [s.n.]
Citation: FERREIRA, Marcela Cravo. Avaliação do uso do etanol para a extração sólido-líquido de óleo de soja e para a produção de biodiesel etílico pela análise do equilíbrio líquido-líquido. 2016. 1 recurso online (157 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330550>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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