Modelagem termodinamica de soluções aquosas de açucares
Denise Perozin
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP P425m
[Thermodynamic modeling of watery solutions of you sweeten]
Campinas, SP : [s.n.], 2003.
76f.
Orientador: Fernando Antonio Cabral
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: A modelagem termodinâmica que usa a EOS de Peng-Robinson foi empregada no equilíbrio de fases de sistemas aquosos de açúcares em condições atmosféricas de pressão (onde existem dados experimentais de equilíbrio), para posteriormente ser aplicada em condições de equikíbrio à altas pressões....
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Resumo: A modelagem termodinâmica que usa a EOS de Peng-Robinson foi empregada no equilíbrio de fases de sistemas aquosos de açúcares em condições atmosféricas de pressão (onde existem dados experimentais de equilíbrio), para posteriormente ser aplicada em condições de equikíbrio à altas pressões. Dados experimentais de atividade de água dos sistemas binários água-açúcares foram coletados da literatura e os parâmetros de interação binária água-açúcar foram obtidos pelo ajuste ao modelo. Foi avaliada a capacidade do modelo predizer o equilíbrio multicomponente (comparando com valores experimentais disponíveis na literatura), utilizando-se dos parâmetros de interação binária açúcar-água ajustados e adotando como nulos os parâmetros de interação binária açúcar-açúcar. Teve também como objetivo, avaliar as características do equilíbrio quando se aplica pressão elevada. Os parâmetros de interação binária foram obtidos pelo ajuste do modelo termodinâmico a dados experimentais do equilíbrio líquido-vapor (dados de atividade de água em sistemas binários). As fugacidades, ou pressão de sublimação, dos açúcares no estado sólido foram obtidas a partir de dados de solubilidade, calculando a fugacidade do açúcar na solução aquosa saturada. Os resultados obtidos indicam que a modelagem termodinâmica à pressão atmosférica correlaciona bem os dados experimentais dos sistemas binários, apresentando um desvio médio de 5% na fração mássica do açúcar ou o equivalente a O) 7% de desvio médio em atividade de água. Um desvio um pouco maior, de 7% em média, foi observado para o equilíbrio líquido-vapor multicomponente. Valores de fugacidade do açúcar no estado sólido foram estimados e quando comparados a valores de pressão de sublimação, extrapolando os dados experimentais, para glicose e para a xilose, mostraram que os valores são coerentes em ordem de grandeza com os experimentais, principalmente para a xilose, no entanto a modelagem não reproduziu bem os dados experimentais do equilíbrio sólido-líquido. A pressões elevadas, os cálculos usando a modelagem termodinâmica com parâmetros obtidos a baixa pressão indicam que a solubilidade da sacarose decresce com o aumento de pressão e a solubilidade da glicose tem um leve acréscimo com o aumento da pressão, sugerindo com isto que o uso de pressões elevadas pode vir a ser uma técnica para processos de separações
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Abstract: The thermodynamic model that use the Equation of State of Peng-Robinson was used in the phase equilibrium of sugars aqueous at atmospheric pressure (where there are experimental data of equilibrium), for to afterwards to employ it at high pressures systems. Water activity experimental data...
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Abstract: The thermodynamic model that use the Equation of State of Peng-Robinson was used in the phase equilibrium of sugars aqueous at atmospheric pressure (where there are experimental data of equilibrium), for to afterwards to employ it at high pressures systems. Water activity experimental data of the binary systems water-sugars were collected of the literature and the binary interaction parameters of water-sugar were obtained fitting the model to these experimental binary equilibrium data. It was evaluated the capacity of the model to predict the equilibrium of the multicomponent system (comparing with available experimental values in the literature), using the binary interaction parameters fittings to the sugar-water system and considering null the binary interaction parameters of the sugarsugar system. It were evaluated also the characteristics of equilibrium of these binary systems at high pressure when it applies elevated pressure. The binary interaction parameters were obtained by the fitting of the thermodynamic model to the experimental data of the vapour - liquid equilibrium (data of water activity in binary systems). The fugacity, or sublimation pressure, of the sugars in the solid state were obtained by the solubility data, calculating the fugacity of the sugar in the saturated aqueous solution. The results indicate that the thermodynamic modeling, shawed a good correlation to the experimental data of the binary systems (at atmospheric pressure), showing an average deviation of 5% in the sugar mass fraction, equivalent to 0,17% of average deviation in water activity. For the multicomponent vapour-liquid equilibrium was observed a deviation of 7% on average. Values of sugar fugacity in the solid state were estimate and when compared to the sublimation pressure values, extrapolated from the experimental data, for glucose and xylose, showed that the values are coherent, and in the same order with the experimental data, most1y for xylose. However the modeling did not showed a good reproduction the solid-liquid equilibrium of the experimental data. The calculations using the thermodynamic modeling with at high pressure the parameters obtained at low pressure, indicate that the solubility of the saccharose decreases with the pressure and the solubility of the glucose increase with the pressure, showing that the use of the elevated pressures can become a technique for separations processes
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