Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T02:49:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prestes_JoaoMilton_M.pdf: 3042872 bytes, checksum: 53e3266d7b6b28df3cadd9fbd4ecfd3e (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho descreve a modelagem e otimização efetuada em um processo de síntese de resmas fenólicas novolacas em batelada. Basicamente, a finalidade da otimização é a diminuição da concentração do fenol no efluente, visto ser este um dos maiores problemas do processo, pois a atual concentração encontrada na indústria compreende-se entre 20.000 e 50.000 ppm, o qual é um valor muito alto se levar em consideração a toxidade do fenol. O permitido segundo legislações de diversos países está entre 1 e 0,0 1 ppm, conforme a classificação do emissário receptor. A otimização será, portanto, considerada na etapa de separação. O efluente é basicamente constituído de fenol e água, resultante da reação de condensação entre o fenol, o formol e a água de diluição do formol, sendo este retirado do reator, através de destilação com auxílio de um solvente. Verificou-se que na indústria (Resana S. A. Ind. Químicas), na coluna de destilação que está acoplada ao reator, o refluxo da mesma retoma ao reator. Se o refluxo retomar ao topo da coluna, a concentração do fenol diminuirá, pois a troca de massa será bem, mais efetiva. Este, portanto, é também um ponto a ser explorado na modelagem. Convém salientar que esta modelagem é bastante complexa, uma vez que envolve destilação complexa em batelada e com reação química. Como se trata de uma destilação com características próximas à azeotrópica, há a necessidade de se escolher o melhor solvente para o processo. Alguns solventes foram estudados através de análises termodinâmica, econômica e toxidade dos sistemas água-solvente-fenol. A indústria hoje usa o tolueno como solvente. Para caracterizar o processo, duas modelagens foram feitas, a primeira não considera a reação química do processo e a segunda a considera estequiometricamente. Para solucionar o sistema de equações, foi usado o método de Euler para a prnneira modelagem e o método de Runge Kutta de 4ª ordem para a segunda modelagem. Utiliza-se o método UNIFAC para a predição do coeficiente de atividade nos cálculos do equilíbrio líquido-vapor e para o cálculo do equilíbrio líquido-líquido e a equação do Virial para predizer o comportamento da fase vapor no cálculo do equilíbrio líquido-vapor. Nas simulações foram analisadas o comportamento do destilado (efluente) em relação à variações no processo, verificando-se que a performance foi altamente animadora quando comparada à normalmente encontrada na indústria. Além disso, o ciclohexano foi considerado um dos melhores solventes para a separação da mistura água-fenol / Abstract: This work describes the optirnization of a novolac resm synthesis catried out m a batch reactor. Basically, the main purpose of this work is to reduce the concentration of phenol in the efluent, because this is the largest problem in the process, since in the industry the concentration of phenol in the efluent is between 20.000 and 50.000 ppm, wich is a high value if the toxity of phenol is to be considered. The maximum value of phenol according to the legislation of a lot of countries is between 1 and 0.01 pprn, depending on the classification of the emissary. The optimization will be then, considered in the separation stage. The efluent is basically compound by phenol and water, wich is resulting of the condensation reaction between phenol, phormol and the water of dilution of phormol, and it leaves the reactor by distillation adding a solvent. In the industry (Resana S. A. Ind. Químicas) was noted that in the column, wich is acoplated to the reactor, this reflux return to the reactor. If the reflux return to the top of the column, the concentration of phenol wil reduce, once the mass transfer will be increased. Therefore it is a point that will be, also, explorated in the modelling. It is important to say that this modelling is very complex because it involves batch complex distillation with chemical reaction. This distillation has characteristics of azeotropic distillation, then there is necessity to choose the best solvent for the system. Some solvents were studied by thermodynamic, economy and toxity analysis in water-so1vent-phenol systems. Nowadays, the industry applies the toluene as the solvent. To characterize the process, two kinds of modelling were made. In the first chemical reaction was not taken-into account and in the second it was considered. To solve the system of equations, was used the Euler method for the first modelling and Runge-Kutta fourth order in the second. The Unifàc method was used for the prediction of activity coeficient in the liquid phase in liquid-vapor and liquid-liquid equilibria calculations and the Virial equation was used for the prediction of vapor phase in the liquid-vapor equilibria. In the simulations were analysed the behaviour of distillate (efluent) in relation to changes in variables of this process, verifying that the behaviour was very good, mainly when compared to the one normally found in the industry. Furthermore, ciclohexane was considered as the best solvent for the separation of the water-phenol mixtures / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T03:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_AndrePitasseda_M.pdf: 2972168 bytes, checksum: 74e7ec31a3e97ab0d9d409c9d1de8d2a (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: No presente trabalho, foi desenvolvido um sistema de controle adaptativo digital baseado em planejamento da razão de refluxo para a destilação em batelada do binário n.hexano-n.heptano, objetivando o controle da composição molar de topo do componente mais volátil dentro de uma especificação desejada. Para tal projeto, utilizou-se um programa de simulação da coluna de destilação em estudo com operação contínua para caracterização das, etapas da destilação em batelada, através da variação da composição molar de hexano no refervedor, simulando a escassez ocorrida durante a operação em batelada. E pelo método da curva de reação de Cohen e Coon, levantaram-se os perfis dos parâmetros do controlador. O algoritmo de controle foi testado em simulação computacional (off-line) e corrida experimental (on-line) da destilação em batelada. Os ajustes encontrados foram excelentes / Abstract: In this work, a digital adaptative control system was developed based on a reflux rate policy to the batch distillation of the system n-hexane and n-heptane binary, aiming at the control of top molar composition of the more volatile component within a desired specification. For this project, a simulation program of a distillation column under continuous operation was used in order to characterize the steps of the batch distillation, through the variation of the hexane molar composition at the reboiler, simulating the scarcity occured during batch operation. By using the Process Reaction Curve Method of Cohen and Coon, the instantaneous values of the controller parameters were obtained. The control algorithm was tested through computational simulation and in a pilot batch column. The agreement was found to be excellent / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa M. K. Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T02:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JoseRonaldode_M.pdf: 2754329 bytes, checksum: eff704ac7e4d1a448874a09e1818dc55 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A destilação por ser um processo de separação energicamente muito intensivo tem sido continuamente objeto de estudos, uma vez que melhoramentos no processo, mesmos pequenos, trazem relevantes economias de energia. No presente trabalho é estudada uma forma de aumentar o grau de contato entre fases líquida e vapor em pratos sem vertedor, que consiste na adição de partículas sólidas à dispersão formando uma dispersão sólido-líquido-vapor, caracterizando-se como um processo de destilação com fluidização trifásica. A eficiência de Murphree é o parâmetro utilizado para averiguar o aumento deste grau de contato. Os experimentos foram realizados em uma coluna de pratos perfurados sem vertedor de 5,5 cm de diâmetro, utilizando-se etanol/n-butanol como sistema destilante e 4g de partículas de PVC de diferentes tamanhos. A avaliação do efeito do tamanho das partículas é apresentada. Dos resultados observa-se que o tamanho das partículas tem um marcante efeito sobre a eficiência de separação, podendo se obter um aumento ou diminuição da eficiência quando comparados às operações sem o uso de partículas. Verifica-se também que para um dado tamanho de partículas, a variação da eficiência de separação com a composição do sistema destilante é maior nos extremos de composição e seus valores máximos correspondem às composições medianas. Em relação ao efeito da velocidade superficial do vapor na eficiência, observa-se que a influencia ocorre de forma complexa em conseqüência, dentre outros fatores da existência de diferentes regimes de escoamento. Com a presença das partículas na disperção é temabém observada um expressiva redução da faixa de operação do prato / Abstract: Distillation is the most important separatin process and being a very high energy consuption, even quite small improvments in separation effciency would lead to cost benefits. In the present work is studied a method to improve contact between vapour and liquid in distillatinf dispersions by the addition solid particles to avoid jetting or the formation of large bubbles, thus increasing mass transfer between the two phases. Experimental work was out on a sieve plate without downcomer, in a 5,5 cm diameter column using ethanol/n-butanol as distillating system. Beds of 4g particles and various sizes used (1.70, 1.86, 2.00 and 2.50 mm). It was observed that the particle size has a marked effect on the separation efficiency. Tray efficiency is dependent on particle size and except for 2.00 mm particles experimental results show that separation efficiency is always higher than of the system without particles. The variation of the efficency with the distillation system composition, keeping the particles size and vapour superficial velocity constant, is higher at the composition extreme. On the other hand the influence of the vapour superficial velocity depended of the particles size and system composition. The presence of particles in the liquid-vapour dispersion shows a remarkable increase in tray efficiency although causes a large reduction in the plate operation limits / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T05:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MartaHelenaRosa_M.pdf: 2168620 bytes, checksum: e1eda6d29f0a3df8ff6315fb8830a9a0 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: o presente trabalho estuda o efeito da adição de partículas sólidas na dispersão formada sobre o prato perfurado sem vertedor de uma coluna de destilação na eficiência de separação. Para tal, foi realizado um trabalho experimental em uma coluna de destilação com 5,5 cm de diâmetro, utilizando o sistema etanol-nbutanol, operando em condições de refluxo total. Os efeitos da molhabilidade e da densidade de partículas sobre características da dispersão sólido-lÍquido-vapor, eficiência de Murphree e faixa de operação estável do prato foram estudados. As medidas de eficiência e altura da dispersão empregando 4g de partículas com diâmetro equivalente de 1,86 mm de polietileno de alta densidade (PEAD), silicone e politetrafluoretileno (TEFLON) em diversas condições operacionais foram realizadas. Uma análise comparativa dos resultados obtidos com operações sem o uso de partículas e com partículas de PVC são também apresentados. Os resultados experimentais mostram que o tipo de partícula influencia significativamente os valores de eficiência de separação e faixa de operação estável do prato. Observou-se que para partículas molháveis obteve-se um aumento da eficiência em toda a faixa de composição quando comparados às operações sem o uso de partículas, enquanto que para partículas não molháveis esse aumento não é sempre verificado mostrando-se dependente da composição, da vazão de vapor e da densidade. Observou-se que a faixa de operação diminui drasticamente com partículas molháveis porém mantém-se inalterado com partículas não molháveis. Verificou-se que a presença de partículas molháveis não provocou grande variação no comportamento da eficiência de separação com a composição ou seja, seus valores máximos correspondem à composições medianas e apresenta uma queda nos extremos de composição. Nas partículas não molháveis essa queda é menos acentuada, mostrando-se eficiências mais constantes com a composição / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Lucia da Cruz, João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T13:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oisiovici_RoniaMarques_M.pdf: 4409740 bytes, checksum: 4164f154c242c905c105f8aac5858d50 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os benefícios a serem ganhos com a automação de processos em batelada são muitos: aumento de produção, melhoria de qualidade, redução de custos e maior segurança operacional. A destilação em batelada, que está sendo largamente empregada na indústria, oferece grande flexibilidade de operação, porém o seu caráter não-linear e não-estacionário faz com que o controle e a automação se tomem um desafio. Os trabalhos experimentais sobre destilação em batelada são muito poucos, principalmente na área de controle. Além disso, os sistemas estudados apresentam comportamento ideal, não se encontrando nada na literatura a respeito de sistemas não-ideais. Considerando a carência de trabalhos práticos, o interesse pela automação de processos e a crescente importância da destilação em batelada, o presente trabalho estudou experimentalmente a operação de uma coluna de destilação em batelada em escala piloto controlada automaticamente por um microcomputador conectado "on-line" ao processo. A interface entre o micro e o processo foi feita através de uma placa conversora Analógica-Digital/Digital-Analógica (AD/DA). Foram desenvolvidas estratégias de controle para manter constante a composição do destilado (variável controlada) variando-se a razão de refluxo (variável manipulada). A primeira etapa do trabalho consistiu na elaboração de um programa simulador da coluna, com o qual foram testadas diferentes estratégias de controle. Três estratégias que se mostraram eficientes a nível de simulação foram, então, implementadas na prática. São elas: controle adaptativo auto-ajustável, controle por antecipação baseado no balanço de massa e controle proporcional baseado na simulação da coluna. Para implementar experimentalmente os algoritmos de controle, foi necessário considerar alguns aspectos não presentes a nível de simulação, tais como inferência da composição e presença de ruídos nos sinais.Devido ao alto custo e complexidade dos medidores de composição, desenvolveu-se um método para inferência da composição de sistemas binários não-ideais a partir da medida de temperatura. Um termopar foi conectado na base e outro no topo da coluna. Para diminuir o nível de ruído da temperatura lida pelo computador, foram feitos testes com alguns filtros digitais. As sub-rotinas de filtragem digital e inferência da composição foram inseridas no programa de aquisição de dados e controle. A cada período de amostragem, as saídas analógicas dos sensores de temperatura eram amplificadas, convertidas em sinais digitais, lidas e filtradas pelo computador. As temperaturas lidas eram utilizadas para inferência da composição da mistura no refervedor e do vapor no topo da coluna. A partir dos dados atuais e, a depender da estratégia de controle escolhida, dos dados passados, calculava-se a razão de refluxo necessária para manter a pureza do destilado no valor especificado.A razão de refluxo era, então, implementada através de uma válvula magnética controlada pelo computador. Os testes foram feitos com o sistema não-ideal etanol/água e com o sistema ideal etanol/l-propanol. Os três controladores apresentaram bom desempenho. Comparando-se os resultados obtidos com as três estratégias de controle, pode-se concluir que, para uma mesma precisão de controle, a diferença entre os tempos de batelada não é significativa. Porém, o perfil de razão de refluxo do controlador por antecipação é mais suave do que os perfis obtidos com os controladores adaptativo e proporcional. A influência do nível de ruído das medidas de temperatura sobre a inferência da composição depende das propriedades termodinâmicas da mistura a ser destilada. Para o sistema etanol/água na faixa X IND. EtOH > 0,60 , foram observadas grandes oscilações nos valores de composição pois, nesse caso, a precisão de + ou - 1°C não é suficiente para uma boa inferência.No entanto, para o binário etanol/l-propanol, essa precisão mostrou ser adequada para toda faixa de composição (O < ou = X IND. EtOHS < ou = 1,0) / Abstract: The benefits to be gained from automation of batch processes are many: increased production, improved product quality, lower costs and greater safety. Batch distillation, which has been widely used in industry, provides operating flexibility but its non-linear and unsteady behaviour makes control and automation a challenge. Experimental works on batch distillation are rare, mainly in control area, and they are limited to ideal systems. Works with non-ideal systems have not been found in literature. Considering the lack of practical works, the interest in process automation and the growing importance of batch distillation, the present work studied experimentally the operation of a pilot-scale batch distillation column controlled by a microcomputer connected on-line to the process. The interface between the computer and the process was achieved by an AD/DA converter. Control strategies were developed to keep the distillate purity (controlled variable) constant by varying the reflux ratio (manipulated variable). The first step was the development of a batch distillation column simulator to test different control strategies. Simulation results of three controllers were good, so they were implemented experimentally: a self-tuning regulator (STR), a feed forward controller (FC) based on mass balance and a proportional controller (PC) based on simulation results. Some issues which were not taken into account in the column simulation, such as inference of composition and presence of noise, had then to be considered. Because of the high cost and complexity of on-line analysers, a methodology was developed to infer compositions of non-ideal binary systems from temperature measurements. The top column and still temperatures were measured with thermocouples. In order to reduce the noise leveI, different digital filters were implemented and tested. At each sampling period, the computer sent a digital signal to select the top or bottom thermo couple channel. The analogue output signals of the temperature sensors were amplified, converted to digital signals, read and filtered by the computer. The temperature measurements were used to infer the top vapour composition and the still composition. The current data and, depending on the chosen control strategy, the past data were used to calculate the reflux ratio to keep the distillate purity at the set-point. The reflux ratio was then implemented with a magnetic valve controlled by the computer. Tests were carried out with the non-ideal system ethanol/water and with the ideal system ethanol/l-propanol. The three controllers have shown good performance. For the same control accuracy, the difference in batch time was negligible.The main difference was found to be in the reflux ratio profile. The FC's reflux ratio profiles were smoother than the ones obtained with the STR and with the Pc. The influence of the noise of temperature measurements on the inferred compositions depends on the thermodynamic properties of each system. For the ethanol/water system, a higher leveIof oscillationswas present when the top vapour composition was above 0.6 because the available precision of + or ¿ 1ºC was not good enough to infer accurate composition values. However, for the ethanol/l-propanol system, this precision has shown to be suitable for the full composition range / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_VanessaMayumi_M.pdf: 4192034 bytes, checksum: 5757119d7447732ce102bd18f2c74f18 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Misturas binárias com comportamento ideal e não ideal são estudadas nesta dissertação. O processo de destilação convencional é estudado para misturas binárias e ternárias ideais. As misturas n-hexano/n-heptano e n-hexano/n-heptano/n-octano foram estudadas. Dois processos de separação são estudados e comparados para a mistura binária não-ideal: destilações azeotrópicas homogênea e heterogênea, as quais apresentam diferentes comportamentos dinâmicos. A mistura etanol/água é considerada para este estudo visando otimização de variáveis para a minimização de energia consumida no processo. Novas alternativas de processo foram estudadas, sob o ponto de vista da substituição de solventes e de projeto. As considerações de substituição do solvente etileno glicol, usado na destilação azeotrópica homogênea e do benzeno, usado na destilação heterogênea, são extremamente importantes do ponto de vista de minimização de geração de poluentes. Estudos de comportamentos dinâmicos dos sistemas foram feitos para os três processos de destilação estudados. Foram perturbadas positiva e negativamente a vazão de alimentação, a vazão de solvente, a composição da corrente de alimentação e a carga térmica do refervedor. Os sistemas ideais apresentaram respostas semelhantes qualitativamente frente às perturbações. Para os sistemas não ideais, as perturbações podem acarretar diminuição na pureza dos produtos, a energia no refervedor pode não ser suficiente para vaporizar a alimentação excedente, podem diminuir a temperatura na base da coluna de destilação. Um comportamento oposto pode ser obtido ao se perturbar a coluna em outra direção / Abstract: Binary mixtures presenting ideal and non ideal behaviors are studied in this work. The process of conventional distillation is studied for binary and ternary ideal mixtures. The n-hexane/n-heptane and n-hexane/n-heptane/n-octane mixtures were studied. Two processes of separation are studied and compared for the binary non-ideal mixture: azeotropic homogeneous and heterogeneous distillations, which present different dynamic behaviors. The mixture ethanol/water is considered for a study of optimization of many variables to minimize the energy consumed in the process. New alternatives of process were studied, from the point of view of the substitution of solvent. The considerations of substitution of the solvent ethylene glycol, used in the homogeneous azeotropic distillation and of benzene, used in the heterogeneous distillation, are extremely important from the point of view of minimization of generation of pollutants. Studies of dynamic behaviors of the systems were made for the three distillation processes. Positive and negative perturbations were generated in the feed flow, the solvent flow, the composition of feed flow and the heat flow of reboiler. The ideal systems presented similar responses qualitatively front to the disturbances. For the non ideal systems, the disturbances can cause reduction of the products purity, the energy in the reboiler may not be enough to vaporize the exceeding feed, they can also decrease the temperature in the bottom of the column. An opposing behavior can be obtained if the disturbance happens in another direction / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Fernando Galembeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Windmoller_Dario_M.pdf: 5082122 bytes, checksum: 3765ee76449a8d4c33c091fb8d7e4a58 (MD5) Previous issue date: 1991 / Mestrado

Orientador : Saul Gonçalves d'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_MariaHelenaCanode_M.pdf: 4035917 bytes, checksum: c87fe8ad1d2420974d86912c601ca590 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho é uma contribuição ao estudo de processos de separação envolvendo fases em equilibrio liquido-liquido-vapor. Os seguintes aspectos são abordados: (1) desenvolvimento de um algoritmo eficiente de cálculo de flash liquido-liquido-vapor e sua aplicação para gerar diagramas de fases e em cálculos de destilação; (2) avaliação da utilização de parâmetros binários do modelo UNIQUAC obtidos de dados bifásicos em cálculos trifásicos de misturas ternárias; (3) medidas experimentais e correlação de dados de equilibrio liquido-liquido de misturas ternárias onde pode ocorrer o equilibrio liquido-liquido-vapor. Os seguintes sistemas foram estudados :(1) água-butanol-acetato de etila (20-40 C) ; (2) água butanol-acetato de butila (30-70 C) ; (3) água-butanol-acetato de amila (20-40 C) ; (4) água-metanol-metil terbuil éter (MTBE) (10-40 C) ; (5) água-etanol-MTBE (10-40 C) / Abstract: This work is a contribution to the study of separation processes involving phases in liquid-liquid-vapor equilibrium. The following aspects are discussed : (1) development of an efficient liquid-liquid-vapor flash calculation algorithm and its application to phase diagram generation and distillation calculations; (2) evaluation or utilization or binary parameters appearing in UNIQUAC model calculated from binary data to three phase calculations in ternary mixtures ; (3) experimental measurement and correlation or liquid-liquid equilibrium data or ternary mixtures where the liquid-liquid-vapor equilibrium may occur. The following systems were considered:(l) water-1-butanol-acetic acid ethyl ester(20-40 C) ; (2) water-1-butanol-acetic acid butyl ester(30-70C);(3) water-1-butanol-acetic acid isopentyl ester (20-40 C); (4)water-methanol-tert-butyl methyl ether(MTBE) (10-40 C) ; (5) water ethanol-MTBE (10-40°C) / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Emilio Contreras Guzman / Dissertação (mestrado) - Universidade estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:13:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Augusto_MartaMariaMarquezan_M.pdf: 5182838 bytes, checksum: 04931add3fd6af19bfb09631a8052b26 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: A presente pesquisa relata a composição química, características físicas e possibilidades de purificação dos tocoferóis (vitamina E) contidos no destilado da desodorização de óleo de soja (DDOS), resíduo líquido obtido no processo de refino. As análises pormenorizadas revelaram que o DDOS contém em torno de 60% de ácidos graxos totais dos quais 36,46% existem na forma livre. Nesta fração o ácido palmítico é o componente princi pai, enquanto que na fração esterifiçada o ácido mais abundante é o linoléico. Quantitativamente importante também, são os esteróis que perfazem 17,05% do DDOS. A fração de esteróis é composta por 54,70% de ß-sitosterol, 20,85% de estigmasterol e 24,45% de campesterol. Os tocoferóis perfazem 8,50% do DDOS sendo formadas por 13,4% de a-tocoferol, 53,3% de ?-tocoferol, 30,8% de S -tocoferol e 2,5% de d-tocoferol. Outras substâncias determinadas foram os hidrocarbonetos to tais que perfazem 4,4% do DDOS. Os tocoferóis são os compostos de maior interesse comerci¬al, portanto, os ensaios de purificação se destinarem inicialmen¬te à eliminação de ácidos graxos. Foram pesquisadas as seguintes alternativas: a) Agitação direta do DDOS com metanol, etanol e acetona, adicionadas com água em porcentagens variáveis, à fim de forçar a separação das fases. O grau de hidratação dos solventes e a relação DDOS/solvente foram as variáveis dos sistemas, enquanto que a determinação do rendimento e do aumento de concentração dos tocoferóis foram os critérios de seleção e eficácia das extrações. De um modo geral as extrações foram pouco seleti¬vas, sendo menos eficiente o sistema de metanol 85% usa¬do na relação 0,08 (DDOS/solvente) , com o qual a concen¬tração de tocoferóis aumentou de 8,5% para 10,56%. b) A segunda alternativa foi a inclusão de hexano nos sistemas aquosos de metanol, etanol e acetona a fim de produ¬zir uma divisão entre fases polares e não polares. Os ensaios não apresentaram aumento de seletividade em relação aos sistemas sem hexano, pelo contrario com os ál¬coois mais diluídos a seletividade diminui. c) A terceira alternativa consistiu na adição de pequenas quantidades de álcali nos sistemas mencionados em (b). A inclusão de 1% de KOH na fase hidrofílica melhorou nota¬velmente a seletividade dos sistemas alcoólicos causando um aumento dos tocoferóis acima de 70% na fase hexana. A eficiência e seletividade máxima foram obtidas com eta¬nol 50% na relação 0,13 (DDOS/solvente). A partição com etanol alcalino extraiu cerca de 97% dos ácidos graxos livres iniciais, causando um acréscimo de 84,4% na concentração de tocoferóis. Também fo¬ram eliminados ácidos graxos esterificados, provavelmen¬te na forma de mono e diglicerídios. Houve perdas míni¬mas de tocoferóis na camada alcalina. De modo que, veri¬ficou-se uma concentração de alta eficiência. d) Outra alternativa para redução das impurezas consistiu na saponificação total do DDOS e recuperação dos tocofe¬róis na fração insaponificável. 0 processo demonstrou ser pouco operativo, requerer muito solvente e causa oxidação dos tocoferóis. Finalmente cabe ressaltar que a partição líquido-líquido do DDOS entre hexano e etanol alcalino, é uma operação rápida e simples, realizada à temperatura am¬biente e portanto pouco deteriorante dos tocoferols e cumpre com os objetivos de pré-purificar a matéria prima original removendo quase por completo os ácidos graxos do DDOS. / Abstract: This research reports the chemical composition, physical characteristics and possible methods for purification of tocopherols (vitamin E) contained in the distillate from soybean oil deodorization (DDOS), a liquid by product from the oil refining. Chemical analysis revealed that DDOS is composed by approximately 60% of total fatty acids, being 36,46% in the free form. This fraction shows a high percentage of palmitic acid, whereas the esterified fraction is higher in linoleic acid. Importance are also given to the sterols that built 17,05% of DDOS. The sterol fraction was made of 54,70% of ß-sitosferol, 20,85% stigmasterol and 24,45% campesterol. Tocopherols built 8,5% of DDOS being 13,40% of a-tocopherol, 53,3% of ?-tocopherol, 30,8% of d-tocopherol and 2,5% of ß-tocopherol. DDOS was made up by 4,4% of hydrocarbons and 10% of minor components as carotenoids, mono and di-glycerides, plastoquinones, etc. Tocopherols represent the most valuable commercial fraction in DDOS; therefore, the initial assays were performed to remove fatty acids throught the following alternative methods. a) Direct mixing of DDOS with methanol, ethanol and acetone in a different water contents to produce layers separation. Hydration level and the ratio DDOS/solvent were the system variables and the selectivity and efficiency criteria were measured by the increase of concentration and yield of tocopherols. Extraction in general were not selective, although 85% methanol in a 0,08 DDOS/solvent showed an increase in tocopherol concentration from 8,5% to 10,58%. b) The second method was the addition of hexane to the aqueous systems of methanol, ethanol and acetona to induce a real partition between polar and non-polar phases. Assays showed no selectivity improvements: on the contrary, a decrease was observed when diluted alcohols were used. c) On the third method, small amounts of hydroxides were added to systems mentioned in "b". Inclusion of 1% KOH in the hydrophyllic phase clearly improved the removal of fatty acids in the aqueous layer, promoting a tocopherol increase in more than 70% in the hexanic layer. The maximum selectivity and recovery of tocopherols was obtained with 50% ethanol - 1% KOH in a 0,13 (DDOS/solvent ratio). Hexanic extracts resulting from alkaline ethanol partitions were analysed showing that 97% of the initial free fatty acids had been removed and this event caused an 84,4% increase of tocopherols concentration. Some esterified fatty acids were also removed, probably as mono and di-glycerides. Despite some minimum losses of tocopherol in the alkaline layer, this concentration was carried out with high yields. d) Another procedure to remove fatty acids consisted in the complete saponification of DDOS and subsequent recovery of tocopherols in the unsaponificable fraction. This process was not advantageous because it consumed high amount of solvent and promoted some tocopherol oxidation. Finally it has to be pointed out that partition of DDOS between hexane and alkaline ethanol is a simple and fast procedure and may be performed at room temperature and not causing oxidation of tocopherols. Therefore, it may be applied to obtain a pre-purification of DDOS by removal of fatty acids. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Celio Pasquini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:28:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_AerentonFerreira_M.pdf: 1724151 bytes, checksum: bf49a3496f1952d08541ce7184b5dcfd (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química