Simulação computacional do processo de extração por solvente de compostos odoríferos do bioglicerol

• Processo: 23/16095-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Roberta Ceriani
• Beneficiário: Eduardo Filipe Zimmermann Pivatto
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/11380-5 - CPTEn - Centro Paulista de Estudos da Transição Energética, AP.CCD
• Assunto(s): Equilíbrio líquido-líquido Transição energética Termodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: equilíbrio líquido-líquido | solventes da química verde | Transição Energética | Termodinâmica

Resumo

Para competir com a consolidada e tradicional indústria petroquímica, a indústria oleoquímica tem buscado aplicações mais nobres o coproduto bioglicerol. O glicerol é um composto orgânico com três grupos OH ligados à cadeia carbônica (1,2,3 propanotriol). É um componente químico muito versátil, sendo empregado nas indústrias farmacêutica, cosmética e alimentícia. Além de outros meios, se gera glicerol como um coproduto da produção de biodiesel, cujo volume produzido no Brasil chegou a 5,9 bilhões de litros em 2019 (ANP, 2020). Cada 1 litro de biodiesel produzido gera cerca de 0,07 litro de glicerol como coproduto e a viabilidade das plantas industriais de biodiesel tem como fator preponderante, o destino dado ao glicerol (PAGLIARO, 2017). Após a reação de transesterificação e separação da fração biodiesel, a fração glicerol contém diversas impurezas, que devem ser removidas em maior ou menor grau durante as etapas de purificação. De fato, as aplicações do bioglicerol proveniente da produção do biodiesel dependem do grau de pureza em termos de glicerol. Conforme Mousavi et al. (2019) "A qualidade da glicerina hidrolisada e obtida a partir de biodiesel não é adequada e não pode ser usada como corrente de alimentação em outras operações", o que implica na importância dos processos de purificação, como um fator chave para a expansão do seu uso industrial. Maquirriain et al. (2020) investigaram a composição de amostras de glicerina loira (cerca de 85 % m/m ou 50% molar de glicerol) provenientes de diferentes fornecedores, com variabilidade na matéria-prima, na tecnologia empregada para a produção do biodiesel e no tamanho da indústria produtora de biodiesel (desde pequenas plantas locais até plantas processadoras de até 200.000 toneladas/ano). Os autores avaliaram parâmetros como a acidez livre, teor de água, matéria orgânica não-glicerol (MONG), matéria saponificável (ácidos graxos livres, ésteres, acilgliceróis parciais e triacilgliceróis), dentre outros. Foi identificada uma grande variação na qualidade das glicerinas loiras analisadas, relacionados tanto à capacidade da planta como a tecnologia empregada na produção do biodiesel. Isso reforça o interesse na aplicação da extração por solvente como uma etapa do processo de purificação, uma vez que compostos com solubilidades similares no solvente escolhido (oxigenados, por exemplo) podem ser removidos ao longo dos estágios do extrator líquido-líquido. Nesse sentido, este projeto de mestrado objetiva estudar o processo de extração por solvente de compostos odoríferos do bioglicerol. Prevê-se uma etapa experimental para aquisição de dados de equilíbrio líquido-líquido envolvendo sistemas modelos de interesse. Na sequência, o estudo será feito por simulação computacional envolvendo a extração por solvente em extratores líquido-líquido multiestágio em corrente cruzada e contracorrente, avaliando-se o efeito do número de estágios e da razão S/F (vazão de solvente/vazão da alimentação) na qualidade do produto. Todas as simulações computacionais serão realizadas no software Aspen Plus.