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Viscosidades de misturas envolvendo álcoois de cadeia curta e compostos graxos: obtenção de novos parâmetros para o modelo UNIFAC-VISCO

Processo: 09/11083-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2010
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2012
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
Pesquisador responsável:Cintia Bernardo Gonçalves
Beneficiário:Maira Guiraldeli Granero
Instituição-sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/56258-8 - Phase equilibrium and purification processes in the production of biofuels and biocompounds, AP.BIOEN.TEM
Assunto(s):Extração líquido-líquido   Propriedades físicas   Processos de separação   Viscosidade

Resumo

A obtenção de dados sobre as propriedades físicas, tais como viscosidade e densidade, é fundamental para o projeto de equipamentos, tubulações e otimização de processos, já que essas propriedades afetam tanto a perda de energia por atrito em fluidos, como os mecanismos de transferência de calor e massa. O conhecimento dessas propriedades para sistemas envolvendo substâncias graxas e solventes alcoólicos é de grande importância para otimizar e aprimorar processos de purificação de óleos e gorduras por extração líquido-líquido (ELL) e processos de obtenção de óleos vegetais a partir de matrizes sólidas, por extração sólido-líquido (ESL), além de permitir o desenvolvimento de extratores em larga escala. Dados de viscosidade de misturas contendo óleos vegetais e etanol, particularmente, também podem ser úteis para o projeto de equipamentos em processos que envolvam a produção de biodiesel. Entretanto, dados de viscosidade para este tipo de sistema são escassos na literatura, sendo que nem sempre é viável medi-los em todas as condições de interesse. Conseqüentemente, métodos para estimar estas propriedades em diferentes temperaturas e concentrações são de grande importância prática. Pretende-se neste projeto determinar dados de viscosidade de sistemas graxos formados por triacilgliceróis (TAG), ácidos graxos (AG) e solventes alcoólicos de diferentes tamanhos de cadeia carbônica (etanol, propanol, butanol, álcool n-amílico e hexanol), com ou sem a adição de água, variando-se a temperatura desde o ponto de fusão do composto graxo até o ponto de ebulição de cada solvente. Esses dados experimentais serão complementados com um banco de dados de viscosidade de triacilgliceróis (TAG) e de ácidos graxos (AG), já existente na literatura, para a obtenção de parâmetros referentes a grupos ainda não ajustados ao modelo UNIFAC-VISCO, o qual é um modelo baseado no método de contribuição de grupos, e que vem amplamente sendo utilizado para o cálculo da viscosidade de misturas. Por fim, os parâmetros obtidos serão utilizados para predizer a viscosidade de misturas semelhantes, formadas por óleos vegetais/gorduras animais e solventes alcoólicos, cujos dados também serão determinados neste trabalho, porém não farão parte do banco utilizado na modelagem. Esta proposta está inserida na linha de pesquisa "Propriedades Físicas de Alimentos líquidos" na qual a Profa. Dra. Cintia B. Gonçalves, orientadora da candidata à bolsa, vem atuando desde 2004, e que resultou, até o momento, em 4 publicações em periódicos de seletiva política editorial. Recentemente, a Profa. Cintia finalizou um Projeto de Auxílio à Pesquisa (Fapesp 06/00646-4), no qual um dos objetivos era a obtenção de dados de viscosidade e densidade para misturas contendo gordura animal, ácidos graxos e etanol hidratado. Os resultados foram utilizados para testar a capacidade preditiva de três modelos existentes na literatura, entre eles o modelo GC-UNIMOD, que também se baseia em um método de contribuição de grupos, porém utilizando parâmetros do modelo UNIFAC para o equilíbrio líquido-vapor. Devido à complexidade da mistura, nenhum dos modelos preditivos testados foi capaz de fornecer bons resultados, apresentando desvios médios relativos muito elevados. Desta forma, ficou clara a necessidade de se buscar novos modelos que permitam a modelagem de novos parâmetros, como é o caso do UNIFAC-VISCO. Vale ressaltar que, no projeto de auxílio supramencionado, a candidata à bolsa atuou por 2 anos como bolsista de iniciação científica (Processo FAPESP 06/06206-6), adquirindo dados de equilíbrio líquido-líquido e acompanhando a etapa de determinação de propriedades físicas (realizada por outra bolsista).

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GRANERO, MAIRA G.; ROCHA, BRUNA B.; CHAVES, MATHEUS A.; BRASIL, FERNANDA C. G.; ARACAVA, KEILA K.; RODRIGUES, CHRISTIANNE E. C.; CERIANI, ROBERTA; GONCALVES, CINTIA B. VISCOSITIES AND DENSITIES OF SYSTEMS CONTAINING FATTY COMPOUNDS AND ALCOHOLIC SOLVENTS. CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, v. 92, n. 11, p. 1939-1950, NOV 2014. Citações Web of Science: 5.

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