Correlação do equilíbrio de fases entre constituintes de óleos vegetais e dióxido de carbono supercrítico

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CORRELAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FASES ENTRE CONSTITUINTES DE ÓLEOS VEGETAIS E DIÓXIDO DE CARBONO SUPERCRÍTICO

H. S. VARGENS1, F. F. M. AZEVEDO1, M. E. ARAÚJO2

1Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - UFPA
e-mail: hermann@ufpa.br
2 Faculdade de Engenharia Química - UFPA
e-mail: emmi@amazon.com.br

RESUMO – O sucesso da simulação de processos de separação depende da precisão damodelagem termodinâmica do equilíbrio de fases. Este trabalho teve como objetivo a avaliação sistemática da capacidade de predição do equilíbrio líquido-vapor das equações de estado cúbicas de Soave-Redilich-Kwong e Peng-Robinson com as regras de mistura de van der Waals com dois parâmetros de interação binária, de triglicerídeos, (-tocoferol e o esqualeno em CO2 supercrítico, publicados naliteratura. Foi utilizado o pacote computacional PE 2000 para o ajuste dos dados experimentais com a determinação dos parâmetros de interação binária, aplicando o método matemático Simplex modificado, e com o cálculo do equilíbrio de fases empregando o algoritmo PT flash. Ambas as equações apresentaram precisão na correlação dos dados experimentais demonstrando que as regras com dois parâmetros e com trêsparâmetros de interação binária mostraram-se adequadas para a descrição do equilíbrio de constituintes de óleos vegetais e CO2 supercrítico.

PALAVRAS-CHAVE: equação de estado; tocoferol; esqualeno, equilíbrio de fases.

1. INTRODUÇÃO.

Óleos e gorduras são constituídos predominantemente de uma cadeia de triglicerídeos e como constituintes em menores proporções, ácidos graxos livres,monoglicerídeos, diglicerídeos, impurezas e outra pequena quantidade de outros constituintes não glicerídicos de alto valor agregado como esqualeno, tocoferóis, carotenóides e esteróis. Os triglicerídeos são importantes fontes renováveis de energia e de matérias primas para a indústria oleoquímica.

Além do consumo humano por óleos refinados inúmeras são as aplicações dos óleos vegetais. Aremoção de ácidos graxos livres é a mais importante etapa para a purificação dos óleos proporcionando qualidade e estabilidade. O fracionamento de subprodutos da indústria de óleos vegetais (destilados da desodorização), concentrando tocoferóis, fornece produtos de grande interesse para a indústria de alimentos e farmacêutica.

Os tocoferóis são os mais comuns antioxidantes naturais e osmais importantes antioxidantes solúveis em gorduras para o ser humano. Outro composto de alto valor agregado presente nos destilados da desodorização é o esqualeno que na sua forma natural é usado na área de cosméticos como agente emoliente.

Há um considerável interesse na literatura sobre a aplicação da tecnologia supercrítica para a extração e fracionamento de óleos e gorduras e o dióxido decarbono é o solvente mais utilizado por ser inerte, atóxico, de baixo custo e com alta volatilidade.

Dentre as aplicações da tecnologia supercrítica usando dióxido de carbono como solvente destacam-se o fracionamento de destilados de desodorização para a obtenção de concentrados de tocoferóis e esqualeno (Machado e Brunner, 2000; Wang et al., 2004, Gast et al., 2005; Fang et al, 2007,Chuang e Brunner, 2006).

O sucesso da simulação de processos de separação depende da precisão da modelagem termodinâmica do equilíbrio de fases. O equilíbrio de fases de sistemas multicomponentes de constituintes de óleos e gorduras em dióxido de carbono supercrítico é particularmente complexo. O uso de equações de estado cúbicas para descrever o equilíbrio de fases de substâncias naturais comsolventes supercríticos é bastante atrativo devido suas relativas simplicidades.

O cálculo do equilíbrio de fases com equações de estão cúbicas requer informações sobre as propriedades físicas dos constituintes da mistura e do solvente supercrítico (propriedades críticas e fatores acêntricos) e as regras de misturas que são relações que expressam a dependência com a composição dos...
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