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Orientadores: Rubens Maciel Filho, Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_MelinaSavioli_D.pdf: 1741276 bytes, checksum: a3f177bf8b02e5a8f535049d4a17998b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Em 2008 a Petrobras confirmou a descoberta de óleo leve na camada sub-sal. São reservas com petróleo considerado de média a alta qualidade, segundo a escala API. Neste contesto da condição do petróleo nacional tem-se como objetivo geral desta de tese de doutorado determinar experimentalmente as curvas de destilação de frações pesadas de cinco petróleos nacionais (Curva PEV) para obtenção das frações de destilado (este processo gera duas correntes de produto, a saber, corte e resíduo). Os cortes e resíduos gerados pela destilação molecular foram caracterizados para se conhecer as amostras estudadas. Foram realizados ensaios de viscosidade (via viscosímetro e reômetro), massa molar (via cromatografia de permeação em gel), massa específica e destilação simulada. A fração leve resultante do processo de destilação molecular submetida a uma destilação simulada (SimDis - Simulated Distillation), gera pontos em temperaturas maiores para extensão da curva PEV. Essa é uma técnica de cromatografia gasosa a alta temperatura (HTSD), na qual temperaturas de, aproximadamente, 750ºC podem ser alcançadas na curva PEV. A partir disso, e, ainda, ampliando o conjunto de dados experimentais de diferentes tipos de petróleos desenvolveu-se uma nova função para a correlação DESTMOL. O desenvolvimento de uma correlação envolvendo as condições operacionais da destilação molecular permite elevar a curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) para até 700ºC. Esta nova correlação amplia a caracterização dos petróleos, hoje disponível até 565ºC. Desenvolveu-se também uma correlação para determinação da massa molar de petróleos baseado na temperatura de operação do destilador molecular / Abstract: In 2008, Petrobras confirmed the discovery of light oil in sub-salt layer. With oil reserves are considered medium to high quality, according to the API scale. In this contest the condition of the national oil has been the general objective of this doutoral thesis to experimentally determine the curves of distillation of petroleum heavy fractions of five national Curve (TBP) to obtain the distillate fractions (this process generates two product streams, namely, cutting and waste). The cuts and waste generated by molecular distillation to know were characterized samples. Viscosity tests were performed (by rheometer and viscometer), molecular weight (by gel permeation chromatography), density and simulated distillation. The light fraction resulting from molecular distillation process subjected to a simulated distillation (SimDis - Simulated Distillation), generates points where temperature curve for extension of the TBP. This is a technique of high temperature gas chromatography (HTSD), in which temperatures of approximately 750 ºC can be reached on the curve TBP. From this, and also expanding the set of experimental data of different types of oil has developed a new function for the correlation DESTMOL. The development of a correlation involving the operating conditions of molecular distillation curve can raise the True Boiling Point (TBP) for up to 700 ºC. This new correlation extends the characterization of oil, now available up to 565 ºC. has also developed a correlation for determining the molecular weight of oil based on the operating temperature of the molecular still / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Gláucia Maria Ferreira Pinto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fregolente_PatriciaBogalhosLucente_D.pdf: 1646847 bytes, checksum: 3d6492736154ef2a22cb3203e984dd70 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A produção de monoacilglicerol (MAG) e diacilglicerol (DAG) foi conduzida de forma enzimática catalisada por diferentes lipases comerciais. MAG é importante emulsificante utilizado nas indústrias de alimentos, farmacêuticas e cosméticas. DAG, assim como os MAG, são utilizados como emulsificantes e atualmente pesquisas têm apontado os DAG como substituto aos óleos de triacilglicerol (TAG) em alimentos. A produção de MAG e DAG pode ocorrer por via química ou enzimática. A rota enzimática, mais limpa ambientalmente, dispõe ainda de duas alternativas de processo: sistema livre de solventes ou sistema utilizando solventes orgânicos. Além da preocupação em utilizar tecnologia enzimática a fim de desenvolver processos que não agridam o meio ambiente, a produção de MAG e DAG vem como alternativa para a utilização da glicerina excedente do processo de produção de biodiesel. A proposta de integrar ambos os processos de produção de ésteres com a glicerólise para produção de MAG e DAG utilizando a glicerina sem que haja descarte inadequado é uma alternativa que viabiliza a própria produção de biodiesel. Durante a produção de MAG e DAG, observou-se a possibilidade de reutilização de lípases imobilizadas sem que houvesse retirada dos biocatalisadores do meio reacional e sem necessitar de tratamento para posterior utilização (filtração das lípases, limpeza, estocagem). A lipase imobilizada foi reutilizada por, no mínimo, 9 ciclos de reação semicontínua sem perdas significativas na conversão de TAG. Do mesmo modo que para a lipase imobilizada, a lipase livre também foi reutilizada no processo por 8 ciclos de reação, demonstrando ser possível, nesse caso em particular, o reuso de lípases não imobilizadas. Após as reações enzimáticas, MAG e DAG foram separados por destilação molecular sem degradação térmica dos produtos em temperaturas de destilação de no máximo 250 oC. Foram utilizados dois equipamentos de destilação molecular: um destilador molecular centrifugo de escala laboratorial importado e um destilador molecular centrífugo de escala piloto desenvolvido com tecnologia nacional pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) onde este trabalho de tese foi desenvolvido. Foram obtidos MAG com 80% (m/m) de pureza e óleo rico em DAG com concentração (m/m) de 53%. Os produtos destilados foram caracterizados segundo suas massas molares massa específica e temperatura de degradação / Resumo: A produção de monoacilglicerol (MAG) e diacilglicerol (DAG) foi conduzida de forma enzimática catalisada por diferentes lipases comerciais. MAG é importante emulsificante utilizado nas indústrias de alimentos, farmacêuticas e cosméticas. DAG, assim como os MAG, são utilizados como emulsificantes e atualmente pesquisas têm apontado os DAG como substituto aos óleos de triacilglicerol (TAG) em alimentos. A produção de MAG e DAG pode ocorrer por via química ou enzimática. A rota enzimática, mais limpa ambientalmente, dispõe ainda de duas alternativas de processo: sistema livre de solventes ou sistema utilizando solventes orgânicos. Além da preocupação em utilizar tecnologia enzimática a fim de desenvolver processos que não agridam o meio ambiente, a produção de MAG e DAG vem como alternativa para a utilização da glicerina excedente do processo de produção de biodiesel. A proposta de integrar ambos os processos de produção de ésteres com a glicerólise para produção de MAG e DAG utilizando a glicerina sem que haja descarte inadequado é uma alternativa que viabiliza a própria produção de biodiesel. Durante a produção de MAG e DAG, observou-se a possibilidade de reutilização de lípases imobilizadas sem que houvesse retirada dos biocatalisadores do meio reacional e sem necessitar de tratamento para posterior utilização (filtração das lípases, limpeza, estocagem). A lipase imobilizada foi reutilizada por, no mínimo, 9 ciclos de reação semicontínua sem perdas significativas na conversão de TAG. Do mesmo modo que para a lipase imobilizada, a lipase livre também foi reutilizada no processo por 8 ciclos de reação, demonstrando ser possível, nesse caso em particular, o reuso de lípases não imobilizadas. Após as reações enzimáticas, MAG e DAG foram separados por destilação molecular sem degradação térmica dos produtos em temperaturas de destilação de no máximo 250 oC. Foram utilizados dois equipamentos de destilação molecular: um destilador molecular centrifugo de escala laboratorial importado e um destilador molecular centrífugo de escala piloto desenvolvido com tecnologia nacional pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) onde este trabalho de tese foi desenvolvido. Foram obtidos MAG com 80% (m/m) de pureza e óleo rico em DAG com concentração (m/m) de 53%. Os produtos destilados foram caracterizados segundo suas massas molares massa específica e temperatura de degradação / Abstract: Monoacylglycerol (MAG) and diacylglycerol (DAG) were produced through lipasecatalyzed glycerolysis reaction employing commercial lipases. The first product MAG is widely used as emulsifiers in foods, cosmetics and pharmaceutical products. DAG, the same way of MAG, is usually used as emulsifiers. Nowadays, DAG replacing triacylglycerol (TAG) oil in food has been studied. MAG and DAG production can be carried out through chemical or enzymatic syntheses. The enzymatic route, more friendly environmentally, can be done by solvent-free system or employing organic solvents. To obtain more quality products, produced by green technologies and minimizing the production of toxic waste, this research focused preferably on the solvent-free lipasecatalyzed process. Besides the concern of using enzymatic technology to develop processes friendly to the environment, the MAG and DAG production is an alternative for glycerol from biodiesel production. The proposal to incorporate both processes of esters (biodiesel) with the glycerolysis to MAG and DAG production is an alternative that enables the biodiesel production, employing the glycerol surplus adding value to it avoiding the discard. During the enzymatic syntheses of the emulsifiers MAG and DAG, it was observed that additional processes of separation and preparation of immobilized lipases for new cycles of enzymatic reaction could be avoided. The immobilized lipase could be used at least for nine times without essential loss of TAG conversion. As the same way, the free lipase could be reused at least for 8 times, showing that, for this particular case, the reuse of non-immobilized lipase was possible. After the enzymatic reactions, MAG and DAG were separated through molecular distillation process without thermal degradation of products in distillation temperatures of 250 oC at most. Two equipments were used for the molecular distillations: an imported centrifugal molecular distiller, laboratory scale, and a centrifugal molecular distiller, pilot scale, a national technology developed by this research group at the Laboratory of Separation Process Development (LDPS). MAG of 80% of purity was obtained and also na oil rich in DAG (53 wt%). The distilled products were characterized according to their characteristics of molar weight, density and degradation temperature / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BallesterosHernandez_JulieAndrea_M.pdf: 3088134 bytes, checksum: 03f5c64c7a7a1911ed1a4ba1fa545659 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A realidade brasileira contempla a presença de óleos pesados e a demanda por produtos mais leves na indústria petrolífera vem aumentando. Assim, as refinarias tendem a converter uma parte de seus resíduos em frações leves. No caso do petróleo brasileiro, a diferença na quantidade e na qualidade dos resíduos da coluna de vácuo requer desenvolvimento no sentido de agregar valor a eles e também atender à citada demanda. Uma caracterização mais detalhada destes materiais é, então, necessária e também importante para se definir rotas otimizadas de processamento. A presente dissertação tem como objetivo contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização de frações pesadas e ultrapesadas de petróleos nacionais por meio da determinação e estimativa de algumas propriedades físico-químicas do petróleo fundamentais, ainda, para o desenvolvimento da modelagem do processo de destilação molecular, processo que foi usado para a geração de cortes e resíduos. Neste contexto, foram realizados experimentos no destilador molecular com resíduos pesados de um petróleo brasileiro a diferentes temperaturas, as quais foram aumentadas sistematicamente. Os cortes e os resíduos obtidos na destilação foram coletados, quantificados e caracterizados para ambas as correntes do destilador. Com os resultados dos experimentos foi possível determinar a curva de pontos de ebulição verdadeiros e proceder com sua extensão até valores próximos a 700°C utilizando a correlação DESTMOL e contribuir na modelagem e simulação do processo de destilação molecular por meio da determinação ou estimativa de propriedades físico-químicas como a densidade, a massa molar, o calor específico, a entalpia, a viscosidade, a condutividade térmica e as propriedades críticas. / Abstract: The Brazilian reality includes the presence of heavy oil and the demand for lighter products in the oil industry is increasing. Thus, refineries tend to convert a portion of their residues in light fractions. In the case of Brazilian oil, the difference in the quantity and quality of residues of the vacuum column requires development to add value to them and also to meet the demand. A detailed characterization is necessary and important before setting optimized routes for processing. This dissertation aims to contribute with the development of a methodology for the characterization of heavy fractions of national petroleum through the determination and estimation of some physicochemical properties of petroleum fundamental, still, for the development of the modeling of the molecular distillation, a process that was used for generation of cuts and residues. In this context, experiments were performed in a molecular distiller with heavy fractions of a Brazilian oil at different temperatures, which were increased systematically. The cuts and the residues obtained in the distillation were collected, quantified and characterized for both distiller streams. With the experimental results, the true boiling point curves were determined using the DESTMOL correlation, along with the extension of the curve to values close to 700°C. These results contributed to the modeling and simulation of the molecular distillation process by the determination or estimation of physicochemical properties as density, molar mass, specific heat, enthalpy, viscosity, thermal conductivity and critical properties. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T21:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Winter_Alessandra_M.pdf: 1498368 bytes, checksum: d1d4e8f4e6ae77f7e8b03de75e95568d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: No Brasil, grandes reservas de petróleo encontradas são de óleos pesados. As altas viscosidades destes óleos dificultam a exploração, escoamento, transferência, processamento primário e refino. Se por um lado, a realidade brasileira de óleos pesados é grande, por outro, a necessidade por produtos mais leves na indústria petrolífera vem aumentando e isto exige novos desenvolvimentos, de forma a agregar valor a estes produtos. Dentro deste contexto, a presente dissertação de mestrado tem como objetivo geral o desenvolvimento de metodologia para caracterização de frações ultra pesadas de petróleo nacional através da tecnologia de destilação molecular. Para atingir este objetivo, foram realizadas as seguintes etapas: familiarização com o processo de destilação molecular, incluindo experimentos com óleos lubrificantes, a fim de se estabelecer metodologia robusta para o funcionamento do equipamento; condução dos experimentos com dois tipos de resíduos de petróleo utilizando o destilador molecular de filme descendente, obtendo-se as frações ultra pesadas; caracterização dos destilados e resíduos (frações ultra pesadas) do processo de destilação molecular por diferentes métodos analíticos e determinação da curva de destilação (porcentagem em massa da corrente de destilado em função da temperatura) a partir dos dados experimentais. Desta forma, a caracterização das frações ultra pesadas do petróleo geradas no destilador molecular representará um considerável avanço no sistema de análise destas frações que, como conseqüência imediata, trará um melhor aproveitamento do óleo cru, além de ganhos na qualidade do produto final / Abstract: In Brazil, large petroleum¿s reserves are of heavy oils. The high viscosity of these oils, complicates its exploration, flowing, transfer, primary processing and refining. If by one side, the Brazilian reality of heavy oils is large, in the other, the need for lighter products in industry is increasing and this demands new developments, adding value to these products. Within this context, this work has as objectives: development of a new methodology for heavy fraction characterizations of the national petroleum through the technology of molecular distillation. In order to meet these objectives, the following steps were carried out: familiarization with the molecular distillation process, including experiments with lubricants oils, conduction of experiments with two types of petroleum residue using the falling film molecular distiller, obtaining ultra heavy fractions (distillate and residue); characterization of distillates and residues, from different analytical methods and determination of the distillation curve (mass percentage of distillate in function of temperature). So, the characterization of petroleum heavy fractions generated from the molecular distiller will represent a considerable advance in the analyses of these fractions and, as an immediate consequence, it will upgrade the crude oil, besides the quality gain in the final product / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T03:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_EricaRobertaLovo_D.pdf: 2034684 bytes, checksum: b50381e5062bfd908c1e80ed673fd6d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Com o objetivo de satisfazer a demanda do mercado por derivados de petróleo de alto valor agregado, investimento em tecnologias que envolvem o melhor aproveitamento de petróleos pesados e seus resíduos tem sido realizado. Dentre os processos em desenvolvimento para aumentar a conversão de resíduo e a produção de frações de maior valor comercial destaca-se a destilação molecular, que permite obter cortes e resíduos a temperaturas superiores aquelas alcançadas por métodos padronizados, sem o risco de degradação térmica das amostras. O presente trabalho teve como finalidade o fracionamento de três resíduos atmosféricos e um resíduo de vácuo utilizando o protótipo nacional de destilador molecular, desenvolvido pelo grupo de pesquisa do LOPCA/LDPS/VALPET/UNICAMP, e a determinação das propriedades das frações obtidas para avaliar a qualidade da separação e as características dos produtos. Utilizando planejamento experimental, os efeitos da temperatura de destilação (TDM) e da vazão de alimentação no rendimento da destilação (%D) foram analisados, mostrando que a TDM e a variável mais significativa do processo. Em seguida, os dados operacionais dos experimentos no destilador molecular foram correlacionados por meio da correlação DESTMOL e estendeu-se a curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) dos petróleos ate valores próximos a 700 °C, com boa continuidade em relação à curva PEV convencional. Além disso, a destilação molecular promoveu ganhos em termos de rendimento de destilado que variaram entre 9,7% e 11,6% para os petróleos estudados. O conjunto de caracterizações das frações de petróleo mostrou que o processamento dos resíduos de petróleo no destilador produziu produtos com diferenças significativas das propriedades em relação à amostra inicial, nos quais os componentes mais pesados foram concentrados nos resíduos da destilação molecular, enquanto os componentes mais leves foram separados na corrente destilada (corte). Logo, o protótipo nacional de destilador molecular mostrou ser adequado para a separação de resíduos de petróleo e para a obtenção de frações com intervalos de temperatura e rendimentos acima dos atingidos pelas destilações padronizadas / Abstract: In order to supply the demand for high value petroleum products, investments in technologies involving the best use of heavy oils and petroleum residues have been carried out. Among the processes in development to increase the conversion of petroleum residues and the production of higher commercial value fractions stands up the molecular distillation process which is able to obtain petroleum cuts and petroleum residues at temperatures higher than those achieved by standard methods, without risk of thermal degradation of the samples. The present work aimed the fractionation of three atmospheric residues and one vacuum residue using the national molecular distiller prototype, developed by the research group of LOPCA/ LDPS/VALPET/UNICAMP, and the determination of the fractions properties to evaluate the quality of separation and the characteristics of the products. Using experimental design, the effects of distillation temperature (TDM) and feed flow rate on the yield of distillation (%D) were analyzed, showing that TDM is the most significant variable of the process. Thereafter, the operational data of the molecular distiller experiments were correlated by DESTMOL and the True Boiling Point (TBP) curve of the oil was extended to temperatures near to 700 ° C, with great continuity related to the conventional TBP curve. In addition, molecular distillation process presented gains in distillate yield that varied between 9.7% and 11.6% for the studied oils. The set of petroleum fractions characterization showed that the processing of petroleum residue in the distiller produced products with significant differences compared to the properties of the initial sample, in which the heavier components were concentrated in the molecular distillation residues, while the lighter components were separated in the distillate stream (cuts). Therefore, the national molecular distiller prototype demonstrated to be suitable for the petroleum residues separation and for obtaining fractions with temperature ranges and distillate yields above of the achieved by standard distillations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella. / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:27:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Winter_Alessandra_D.pdf: 11332539 bytes, checksum: bb04863e95794099cc169cda9cc99199 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente, muitas empresas têm adotado a intensificação de processos, criando técnicas e métodos inovadores, visando aumentar a eficiência energética e o rendimento dos processos. A destilação reativa é um exemplo clássico de processo intensificado. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma unidade de Destilação Molecular Reativa (REAMOL). O objetivo do processo de destilação molecular reativa é a valoração (upgrade) do petróleo, por meio da geração de uma corrente de hidrocarbonetos leves (diluentes) que possa ser injetada dentro do poço, inclusive em ambientes de mar (offshore), diminuindo a viscosidade do óleo cru e favorecendo as propriedades de transporte e escoamento. Este processo promove o craqueamento de parte dos compostos presentes no petróleo, convertendo-os em compostos mais leves. A característica fundamental do REAMOL é a separação imediata dos produtos leves gerados pelas reações de conversão dos componentes originais, favorecendo, assim, o deslocamento do equilíbrio no sentido das reações desejadas. Tais reações ocorrem na forma heterogênea, misturando-se o catalisador sólido à carga de petróleo (líquido). A ação da força centrífuga aplicada ao evaporador, formado por um disco giratório, é responsável pelo espalhamento da amostra na forma de um filme fino (película), garantindo intensa troca térmica, o que também promove a reação. O curto tempo de residência do material no equipamento, aliado às baixas pressões, favorecem as reações de craqueamento, direcionando a formação dos produtos desejados de menor viscosidade. Após a construção, o equipamento foi totalmente automatizado para facilitar os trabalhos na planta, proporcionando uma menor intervenção por parte do operador no processo. Os testes foram iniciados com óleos lubrificantes para avaliar o funcionamento e o sistema de supervisão e controle da planta. Em seguida, foi adicionado catalisador ao óleo lubrificante com o intuito de verificar as condições operacionais do equipamento. Observou-se um aumento significativo da pressão de operação do sistema, que se atribuiu à formação de compostos leves que influenciam no sistema de vácuo do processo. A partir desta constatação, iniciaram-se os experimentos com um corte e um resíduo de petróleo com diferentes concentrações de catalisador. As caracterizações físico-químicas das amostras demonstram que a melhor condição operacional para obtenção de compostos mais leves ocorre à temperatura do evaporador de 200ºC e 3% de catalisador. O último teste foi realizado nas melhores condições de processamento utilizando-se diferentes tipos de catalisadores. Os resultados obtidos no equipamento construído foram extremamente positivos, comprovando o sucesso da tecnologia proposta / Abstract: Currently, many companies have been adopted process intensification, creating innovative techniques and methods increasing the energy efficiency and the yield of the processes. The reactive distillation is a classic example of intensified process. This work presents the development of a Reactive Molecular Distillation Unit (REAMOL). The objective of reactive molecular distillation process is the oil upgrade by generating a stream of light hydrocarbons that can be injected into the well, including environments offshore, decreasing the viscosity of crude oil and improving the flow and transport properties. This process promotes the cracking of some petroleum components converting them into lighter compounds. The feature of REAMOL is the immediate separation of the light products generated by the reactions of conversion of the original components, moving the equilibrium in the direction of desired reactions. These reactions occur in a heterogeneous way by mixing the solid catalyst to the oil feed (liquid). The centrifugal force applied in the evaporator, consisting of a conical rotor, is responsible for spreading the sample in the form of a thin film, guarantying intense heat exchange, which also promotes the reaction. The short residence time of material in the equipment coupled with low pressures promotes the cracking reactions by directing the formation of the desired products with lower viscosity. After the equipment construction, it was completely automatized to make easy the operating performance, decreasing the operator intervention in the process. Firstly, the experiments were carried out using lubricating oil to evaluate the performance and the plant control. Then, the catalyst was added to the lubricating oil in order to verify the operating conditions of the equipment. There was a significant increase in the operating pressure of the system, which was attributed to the formation of light compounds that affect the vacuum system of the process. From this verification, experiments were initiated with a cut and a petroleum residue with different concentrations of catalyst. The physicochemical characterizations of the samples show that the best operating condition for obtaining lighter compounds occurs at the evaporator temperature of 200 ° C and 3% catalyst. At least, it was carried out a test under the best conditions for processing using different kind of catalysts. The experiment results were extremely positive proving the success of the proposed technology / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Yes / The deodorization of the refined palm oil process is simulated here using ASPEN HYSYS. In the absence of a library molecular distillation (MD) process in ASPEN HYSYS, first, a single flash vessel is considered to represent a falling film MD process which is simulated for a binary system taken from the literature and the model predictions are compared with the published work based on ASPEN PLUS and DISMOL. Second, the developed MD process is extended to simulate the deodorization process. Parameter estimation technique is used to estimate the Antoine’s parameters based on literature data to calculate the pure component vapor pressure. The model predictions are then validated against the patented results of refining edible oil rich in natural carotenes and vitamin E and simulation results were found to be in good agreement, within a 2% error of the patented results. Third, Response Surface Methodology (RSM) is employed to develop non-linear second-order polynomial equations based model for the deodorization process and the effects of various operating parameters on the performance of the process are studied. Finally, an optimization framework is developed to maximize the concentration of beta-carotene, tocopherol and free fatty acid while optimizing the feed flow rate, temperature and pressure subject to process constrains. The optimum results of feed flow rate, temperature, and pressure were determined as 1291 kg/h, 147 C and 0.0007 kPa respectively, and the concentration responses of beta- carotene, tocopherol and free fatty acid were found to be 0.000575, 0.000937 and 0.999840 respectively. / Prince of Songkla University, Songkhla, Thailand for providing financial support (Grant code: PSU2554-022)

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DuranRincon_MelvinAroldo_D.pdf: 3176333 bytes, checksum: ab6a025c0e8a054574cb6b2d3552a0da (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Recentemente, a substituição de materiais convencionais utilizados na alimentação, produtos farmacêuticos e cosméticos por produtos naturais vem ganhando mais e mais interesse e importância. As principais indústrias nacionais e internacionais têm procurado fontes naturais alternativas para seus insumos e matérias primas, e uma das grandes dificuldades está na própria obtenção de tais materiais e principalmente, no isolamento e purificação dos agentes bioativos. O café é uma das bebidas mais conhecidas em todo o mundo, agindo como estimulante nas pessoas devido a sua atividade psicogênica. O café é um dos mais importantes produtos agrícolas representando uma das bases do desenvolvimento econômico e social dos países produtores. O café foi erroneamente considerado no passado como um produto onde basicamente seu principal composto era a cafeína, mas ele tem mais de 1000 compostos tais como vitaminas, aminoácidos, açúcares, lipídios, minerais, diterpenos (cafestol, caveol), ácidos clorogênicos, entre muitos outros ainda a ser estudados. O conteúdo de óleo nos grãos de café é de aproximadamente 18% p/p. Este é composto principalmente de triacilglicerol (TAG) 75%, ésteres diterpênicos de ácidos graxos (principalmente cafestol e caveol) 18%, ceras, ácidos graxos livres, esteróis, tocoferóis e diterpenos livres. O óleo contido no grão de café verde tem uma alta composição de ácidos linoléico e palmítico, e é classificado como óleo não-secante. Este óleo é um líquido à temperatura ambiente e tem importantes aplicações na indústria de cosméticos, por sua ação como protetor solar, propriedade que é atribuída aos diterpenos. Muitas empresas in Brasil (Café Pelé, Café Iguaçu, Cia Cacique de Café Solúvel, Odebrecht-Comércio e Indústria de Café, e indústrias linax) oferecem o óleo de café torrado e verde no mercado obtido por prensagem mecânica, e este é geralmente acondicionado em recipientes plásticos com capacidade de 5 e 20 kg. Neste projeto foi fracionado o óleo de café verde da variedade Coffea arabica, por meio de destilação molecular para alcançar frações com maior teor de diterpenos. As frações obtidas foram caracterizadas através de procedimentos analíticos para conhecer a influencia dos diterpenos cafestol e caveol sob as propriedades físico-químicas, assim como o comportamento térmico e reológico. Também foi desenvolvido um programa de simulação baseado no simulador comercial Aspen Plus, para observar a influencia das variáveis mais importantes na destilação molecular. No entanto, não houve informação detalhada, nem estudos sistemáticos, sobre o refino do óleo de café utilizando destilação molecular. A idéia de desenvolver o modelo é compreender o processo e ter uma ferramenta que permita uma extensa avaliação do impacto das diferentes condições operacionais e, em seguida, para implementar a mais adequada condição operacional no destilador molecular / Abstract: Recently, the substitution of conventional materials used in the nutrition, pharmaceutical, and cosmetic areas by natural products has gained more and more interest and importance. The main national and international industries have sought alternative natural sources for their inputs and raw materials. One of the great difficulties in obtaining such material is especially the isolation and purification of bioactive agents. Coffee is one of the most popular beverages worldwide, acting as a stimulant in people due to its activity psychogenic. Coffee represents one of the most important agricultural products for producing countrie's economic and social. Coffee was wrongly considered into the past as having basically or mainly caffeine. Coffee has more than 1.000 compounds such as vitamin, amino acids, sugars, lipids, minerals, cafestol, kahweol, chlorogenic acids, among many others yet to be studied. The oil content in coffee is about 18% w / w. This consists mainly of triacylglycerol (TAG) 75%, diterpene fatty acid esters (mainly cafestol and kahweol) 18%, waxes, free fatty acids, sterols, tocopherols, and free diterpenes.The oil contained in green coffee bean has a high composition of palmitic and linoleic acids, and is classified as nondrying oil. This oil is a liquid at room temperature and has important applications in the cosmetics industry by acting as a sunscreen, a property that is attributed to the diterpenes. Many companies in Brazil (Café Pelé, Café Iguaçu, Cia Cacique de Café Solúvel, Odebrecht-Comércio e Indústria de Café, e indústrias linax) offer the oil of roasted coffee and green coffee on the market, obtained by mechanical pressing, usually packaged in plastic containers with a capacity of 5 and 20 kg. In this work, the green coffee oil (Coffea arabica), was fractionated by molecular distillation to achieve fractions with higher levels of diterpenes. The obtained fractions were characterized by analytical procedures to know the influence of the diterpenes cafestol and kahweol on the physico-chemical as well as thermal and rheological behavior. We also developed a simulation program based on the commercial simulator Aspen Plus to observe the influence of the most important variables in molecular distillation process. The idea of developing the program is to understand the process and have a tool that allows the evaluation of the impact of different operating conditions and to implement the results in the experimental tests / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_PatriciaFazzio_D.pdf: 2798470 bytes, checksum: 76a067568375eba9f888ab25f402d0e9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho, foram realizados ensaios para avaliar a concentração de tocoferóis e fitoesteróis a partir do destilado desodorizado de óleo de soja (DDOS) utilizando o processo de destilação molecular. Os destilados desodorizados de óleos vegetais (DDOV) são subprodutos gerados pelas indústrias de refino de óleos vegetais, e podem ser considerados como as matérias-primas mais apropriadas para realizar a recuperação e concentração de tocoferóis e fitoesteróis porque apresentam maiores concentrações destas moléculas em relação às demais fontes naturais. Os DDOV são constituídos por diversas substâncias, entre elas, os ácidos graxos livres, fitoesteróis, tocoferóis, ésteres de fitoesteróis, hidrocarbonetos, glicerídeos e produtos da decomposição destas moléculas. Neste trabalho, os estudos e experimentos para realizar a concentração de tocoferóis e fitoesteróis foram divididos em duas classes: 1. ensaios realizados para eliminação de ácidos graxos livres (AGL), que constituem grande parte da matéria-prima (24 a 85%) e 2. ensaios realizados para eliminação de glicerídeos (di- e triglicerídeos). Para fins comparativos, a eliminação de AGL foi estudada através de duas estratégias distintas: (A) o emprego de apenas uma etapa de destilação utilizando diversas condições operacionais de temperatura do evaporador e vazão de alimentação e (B) a utilização de etapas sucessivas de destilação molecular. A eliminação de glicerídeos também foi estudada utilizandose duas estratégias distintas, são elas: (A) A utilização do DDOS bruto e (B) o emprego do DDOS modificado quimicamente. A modificação química do DDOS envolveu a realização de uma reação de saponificação seguida de uma tapa de acidulação. Estes experimentos foram realizados com o intuito de comparar e discutir as diferentes estratégias utilizadas para concentração de tocoferóis e fitoesteróis a partir do DDOS por meio da destilação molecular. Além disso, também foi realizada neste trabalho a avaliação do simulador Dismol (Batistella, 1996) para a eliminação dos AGL do DDOS utilizando apenas uma etapa de destilação molecular e diversas condições operacionais / Abstract: In this work, experiments were conducted in order to evaluate the concentration of tocopherols and phytosterols from soybean oil deodorizer distillate (SODD) through molecular distillation process. The vegetable oils deodorizer distillates (VODD) are byproducts generated by the industries of vegetable oil refining and can be considered as one of the raw materials more appropriated to conduct the recovery and concentration of tocopherols and phytosterols due to the higher concentrations of these molecules in comparison with other natural sources. VODD are composed by several substances, among them, free fatty acids, phytosterols, tocopherols, phytosterols esters, hydrocarbons, acylglycerols and decomposition products of these molecules. The studies and experiments to carry out tocopherols and phytosterols concentration were organized in two classes: 1. experiments performed for free fatty acids (FFA) elimination, which composed the major part of the raw material (24 a 85%), and 2. experiments carried out for acylglycerols elimination. Within the experiments developed for FFA elimination, two different strategies were conducted for comparison. They are: (A) using just one distillation step and different operating conditions of evaporator temperature and feed flow rate and (B) employing successive steps of molecular distillation. For acylglycerols elimination, two distinct strategies were used. They are: (A) using crude SODD and (B) using SODD chemically modified. The chemical preparation of the SODD involved a saponification reaction followed by an acidulation step. These experiments were performed aiming to compare and discuss different strategies that can be used for tocopherols and phytosterols concentration from SODD using molecular distillation. In addition, in this work, it was performed the validation of DISMOL (Batistella, 1996) simulator for FFA elimination using just one molecular distillation step and various operating conditions / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química