Orientador: Eduardo Augusto Caldas Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maximo_GuilhermeJose_M.pdf: 1130642 bytes, checksum: 2075f789c23ac3903cbe00e7ee7f52fc (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O equilíbrio líquido-vapor de soluções aquosas binárias formadas por açúcares presentes em sucos de fruta, D-glucose e D-frutose foi estudado através da determinação experimental da temperatura de ebulição em rotaevaporador com recirculação da fase vapor, de 20 kPa até a pressão atmosférica (93.6 kPa) e concentração entre 10 e 60 % (m/m). Os dados experimentais foram correlacionados com dados preditos a partir do cálculo do coeficiente de atividade pelo método de contribuição de grupos UNIFACLyngby utilizando diferentes modelos moleculares e parâmetros estruturais. A conformação cíclica das moléculas foi decisiva na obtenção de resultados mais precisos pela modelagem. Os resultados foram descritos com precisão através de diagramas de Dühring e o aumento da temperatura de ebulição das soluções em relação à da água pura foi considerado significativo na demanda de energia para mudança de fase. O equilíbrio termodinâmico de soluções aquosas de ácidos policarboxílicos presentes em sucos e polpas de fruta, ácido cítrico, málico, malônico, oxálico, succínico e tartárico foram estudados através da determinação experimental do pH em células isotérmicas, entre 278.15 e 323.15 K e porcentagem mássica entre 1 e 20 %. Os dados experimentais foram correlacionados com dados preditos a partir da resolução de um sistema de equações não lineares em algoritmo computacional programado em MATLAB. O coeficiente de atividade foi calculado através da utilização isolada ou combinada, do método UNIFAC-Lyngby e da equação modificada de Debye-Hückel, levando em consideração as interações de curto e longo-alcance presentes na solução. De modo geral, o modelo combinado descreveu com melhor precisão o comportamento do pH das soluções do que a utilização dos modelos isolados. Além disso, de acordo com o equilíbrio químico das soluções, a temperatura tem efeito significativo no pH das soluções, o que significa que algumas propriedades dessas misturas são alteradas durante os processos térmicos / Abstract: The vapor-liquid equilibrium of binary aqueous solutions of D-glucose and D-fructose, present in fruit juices, was evaluated by experimental boiling point measurements in a rotary evaporator with total reflux of the vapor phase from 20 kPa to atmospheric pressure (93.6 kPa) and concentration from 10 to 60 % by mass. The experimental data were correlated with predicted data by UNIFAC-Lyngby group contribution method, using different molecular approaches and structural parameters. The cyclic conformation of the sugar molecules was decisive for the accuracy of the modeling. The data were accurately described by Dühring diagrams and the rise in boiling point was considered significant for energy demand of phase change. The thermodynamic equilibrium of aqueous solutions of polycarboxylic acids present in fruit juices and pulps, citric acid, malic acid, malonic acid, oxalic acid, succinic acid and tartaric acid was evaluated by experimental pH measures in isothermic cells, from 278.15 to 323.15 K and concentration from 1 to 20 % by mass. The experimental data were correlated with predicted data by the resolution of a non-linear equation system by a computer algorithm implemented in MATLAB. The activity coefficients were calculated using the UNIFAC-Lyngby method and the modified Debye- Hückel term, taking into account the short and long-range interactions of the molecules in solution. In general, the combined model described the behavior of the pH of the solutions with higher accuracy than the isolated models. Moreover, according to chemical equilibrium of the solutions, the effect of temperature on pH was significant, meaning that some mixtures properties are affected during thermal processes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Antonio José de Almeida Meirelles, Charlles Rubber de Almeida Abreu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hirata_GlauciadeFreitas_M.pdf: 4160128 bytes, checksum: 9b62997885094931827adf8fd70b8a25 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Na indústria de óleos, a remoção dos ácidos graxos livres é a etapa mais importante do processo de purificação. Geralmente, é realizada pelo refino químico ou físico. Em alguns casos, no entanto, o refino convencional provoca resultados indesejáveis. A desacidificação por extração líquido-líquido tem se mostrado uma alternativa viável tecnicamente. Nos estudos realizados, os dados de equilíbrio são determinados e modelados para cada tipo de óleo isoladamente, resultando em modelos que são específicos para cada óleo. No entanto, para obter uma ferramenta preditiva, é necessário considerar as verdadeiras composições presentes nas misturas para que se consiga distinguir o comportamento de cada tipo de sistema de forma satisfatória. Neste trabalho, os dados existentes na literatura foram usados para reajustar os parâmetros de interação entre grupos do método UNIFAC. Isto é necessário porque os parâmetros originais do UNIFAC-LLE não predizem bem o comportamento desse tipo de sistema. Para reajustar estes parâmetros, os sistemas foram modelados considerando sua complexidade. Entretanto, para conseguir comparar com os dados experimentais, as misturas foram consideradas pseudoternárias e pseudoquaternárias (como estão disponíveis os dados experimentais). Uma nova divisão também foi proposto para simplificar a descrição do pseudocomponente óleo. No caso, cada resíduo de ácido graxo (juntamente com "um terço" do resíduo de glicerol) que se liga para formar as moléculas de triacilglicerol foram considerados como componentes independentes, negligenciando sua real conectividade. Isto é útil, pois reduz consideravelmente o número de componentes do pseudocomponente óleo. Para isso, um grupo adicional foi criado (-COOCH5/3). Os desvios encontrados usando os grupos e os parâmetros originais de UNIFAC-LLE foram consideravelmente maiores do que os desvios encontrados para os outros dois casos (parâmetros reestimados e nova divisão), o que demonstra a melhora no poder preditivo do método UNIFAC. Foram determinados dois sistemas de validação, um com óleo de palma e o outro com uma mistura de óleos de babaçu, palma e soja, em que se pode constatar a melhora no poder preditivo, tanto usando os parâmetros originais reajustados como usando os parâmetros ajustados com a nova divisão, quando comparado com os parâmetros originais do UNIFAC-LLE. Este estudo possibilitou a organização dos dados de equilíbrio líquido-líquido para a desacidificação de óleos disponíveis na literatura e, ampliou a possibilidade de uso de tais dados no desenvolvimento e otimização de processos na indústria de óleos vegetais e seus derivados / Abstract: In the industry of oils, the removal of free fatty acids is the most important stage of the purification procedure. It is usually performed by chemical or physical refining. In some cases, however, the conventional refining causes undesirable results. The deacidification by liquid-liquid extraction has proved a viable alternative technically. In the studies carried out, the data regarding equilibrium are determined and modeled for each type of oil alone, resulting in models that are specific for each oil. However, to obtain a predictive tool, it is necessary to consider the true compositions present in the mixtures so that it could distinguish the behavior of each type of system satisfactorily. In this work, the existing data in the literature were used to recalculate group interaction parameters of the UNIFAC method. This is necessary because the original parameters of UNIFAC-LLE do not yield predictions with enough accuracy. To adjust these parameters, the systems were modeled considering its complexity, however, in order to compare with experimental data, the compositions were reduced to pseudo ternary and pseudo quaternary (as are available the experimental data). New groups have also been proposed to simplify the description of the oil pseudocomponent. In this case, each fatty acid residue (together with ¿one third¿ of a glycerol residue) that connects to form the triacylglycerol molecules are considered as independent components, regardless of the true connectivity. This is useful because it reduces the number of components of the oil pseudocomponent. For this, an additional group was created (-COOCH5/3). The derivation found using the original groups and parameters of UNIFAC-LLE was considerably higher than the deviations found in both other cases(adjusted original parameters and new division), showing that the predictive power of the UNIFAC method was improved for this type of system. Two validation systems were made: one with palm oil and the other one with a mixture of babassu oil, palm and soya, where you can see the improvement in predictive power, either using the adjusted original parameters or using the parameters adjusted to the new division, when compared to the original parameters. Thus, this study enabled the organization of the data set of liquid-liquid equilibrium for deacidification of oils available in the literature and extended the use of such data in the development and optimization of procedures in the industry of vegetable oil and its derivatives / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos