Orientador: Saul Gonçalves d'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T15:46:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wendhausen_VaniaMaria_M.pdf: 2540132 bytes, checksum: de4a00929a85d0c85bb2d4e41f634b81 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: As composições da fase vapor para três sistemas de baixa volatilidade, Acido Acetico/EMMPG, Acido Acético;AEMMPG e EMMPG/AEMMPG, foram obtidas por meio do Método de Pressão Total, a partir de dados de pressão de vapor das misturas medidos em um isoteniscópio, com desgaseificação prévia da mistura. Foram também medidos dados de pressão de vapor dos compostos puros. Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The vapor phase composition for three low volability system, Acetic Acid-Propylene glycol methyl eter, Acetic Acid-Propylene glycol methyl eter acetate, were obtained by the Total Pressure Method, using mixtures vapor pressure data. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Antonio Jose de A. Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monnerat_SandraMourao_M.pdf: 3007839 bytes, checksum: 6e9d20432c15178c51dec90a820ba9e7 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Como objetivo de investigar alguns aspectos da extração líquido-líquido como uma rota alternativa para a desacidificação de óleos vegetais, uma das principais etapas do processo de refino, foram determinados experimentalmente dados de equilíbrio líquido-líquido para sistemas do tipo triacilgliceróis - ácidos graxos - álcoois de cadeia curta. Os experimentos foram realizados em uma célula de vidro de 50 ml mantida à temperatura constante (10, 20 e 30°C) e à pressão atmosférica. Os dados de equilíbrio foram correlacionados pelo método de Hand, o qual permitiu a estimativa do "plait-point". A análise dos dados experimentais obtidos, usando óleo de canola refinado e trioleína a 99% como fonte de triacilgliceróis, ácido oléico puro e comercial como solutos, e metanol e isopropanol anidros ou então etanol anidro e aquoso como solventes extratores, permite a seleção de solventes para os sistemas estudados, com relação à redução da acidez e à perda de óleo neutro. Nesse sentido, o comportamento de cada solvente pode ser analisado pelo coeficiente de distribuição e pela seletividade. Para uma mesma temperatura, o aumento da cadeia carbônica leva à redução da seletividade e ao - aumento do coeficiente de distribuição. Sendo assim, o solvente mais seletivo é o metanol, mas é o que apresenta o menor coeficiente de distribuição (menor que um). Tanto o etanol quanto o isopropanol apresentam coeficientes de distribuição maiores que um, mas o etanol é mais seletivo que o isopropanol, especialmente se o primeiro contiver pequena quantidade de água. Concomitantemente, a região bifásica aumenta com a redução da temperatura e com a presença de água, já que os dois fatores reduzem a solubilidade mútua. Considerando a seletividade favorável, a reduzida solubilidade e a facilidade de separação entre as fases, toxidez, inflamabilidade, custo e disponibilidade, o álcool etílico hidratado é o melhor solvente para os sistemas estudados. Entretanto, o óleo de canola é um óleo para o qual os métodos de refino tradicionais se adequam de forma satisfatória. Sendo assim, o óleo de canola refinado foi usado como fonte alternativa de triacilgliceróis, por ser um óleo comestível disponível, que contém baixo teor de gorduras saturadas, alto teor de trioleína, linodioleina, e oleildilinoleína e baixo custo em relação ao custo desses reagentes puros. Por esta razão, somente dois diagramas de equilíbrio foram determinados para o sistema trioleína-ácido oleico-etanol anidro. Esse trabalho teve como objetivo principal a obtenção de dados ternários de equilíbrio líquido-líquido para sistemas do tipo triacilgliceróis - ácidos graxos - álcoois de cadeia curta, já que na literatura existe apenas uma pequena quantidade destes; de uma forma geral determinados sem a precisão e a extensão necessárias à correlação termodinâmica de dados de equilíbrio. Os dados obtidos, em conjunto com a caracterização química dos componentes dos sistemas e com dados já existentes na literatura, visam viabilizar o uso de modelos termodinâmicos para a predição do equilíbrio de fases para sistemas do tipo óleo vegetal - ácidos graxos livres - sol vente orgânico com acuidade suficiente para aplicações em engenharia. A pré­seleção de solventes para a desacidificação de óleos vegetais por extração líquido-líquido seria então possível, possibilitando a redução dos solventes a serem testados experimentalmente e facilitando assim um posterior estudo de viabilidade desse novo processo para óleos para os quais os refinas químico e físico não são satisfatórios. / Abstract: The aim of this study is to investigate some aspects of the liquid-liquid extraction as an alternative route to the deacidification of vegetable oils, which is the principal stage in the refining process. For this reason liquid-liquid equilibrium data were experimentally determinated for systems composed of triglycerides, fatty acids and short chain alcohols. The experiments were performed with a glass cell 50 mL maintained at constant temperature (10, 20 e 30° C) and atmospheric pressure. The equilibrium data were correlated by the Hand method, which permitted the estimation of plait point. The analyzes of the experimental data obtained, using refined canola oil and triolein with 99%-purity as a triglyceride source, commercial and pure oleic acid, and anhydrous methanol and isopropanol or anhydrous and hydrated ethanol as the extractor sol vent allow the selection of the best solvent for the studied systems, regarding acid reduction and losses of neutral oil. From this point of view, the solvent behavior can be analyzed by the distribution coefficient and the selectivity. For the same temperature, an increase in carbonic chain length of the alcohol lead to a lowering of the selectivity and an increase of the distribution coefficient. Therefore, the most selective solvent is methanol but has the lowest distribution coefficient (smaller than one). Both ethanol or isopropanol have distribution coefficients greater than one, but ethanol is more selective than isopropanol, especially if the first has a little quantity of water. Concomitantly, the two-phase region increases with the temperature reduction and with the presence of water since both factors reduce the mutual solubility. Due to the favorable selectivity, low solubility and facility of separation between phases, toxicity, flammability, cost and availability, the hydrated alcohol is the best solvent for the studied systems. Mean while, the canola oil is an oil for which thetraditional refining methods produce good results. The refined canola oil was used only as an alternative low cost source of triglycerides. Also the refined canola oil presents low saturated fat content and high triolein, linodiolein and oleildilinolein contents. Two diagrams were determinated for the systems composed by triolein, oleic acid and anhydrous alcohol, due to the high cost of the reagents. This work had as its principal aim the determination of ternary liquid-liquid equilibrium data for systems composed of triglycerides, fatty acids and short chain alcohols, as these date are not available in the literature. And, those which are available were determinated without the precision and the extension necessary for thermodynamic correlation of the equilibrium data. The data obtained with the chemical characterization of the components of the systems and the data from the literature, can be use to predict the phase equilibria of such systems by thermodynamics models for engineering calculations purposes. Therefore the previous selection of the solvents for the deacidification of vegetable oils by liquid-liquid extraction would be possible. As a consequence, reducing the necessity of experimental data and making possible the viability study of this new process for oils for which chemical and physical refining do not produce good results. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T11:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EliasJunior_Antonio_D.pdf: 4086783 bytes, checksum: 191c12f04f51818fb12b75a3c273b418 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O presente trabalho trata da caracterização experimental de petróleo em misturas contendo diferentes conteúdos de CO2. Os resultados experimentais são analisados através de correlações de propriedades PVT e de simulação computacional. O trabalho visa atender a notável carência de dados públicos sobre propriedades termodinâmicas de petróleo contendo CO2. Os dados PVT avaliados neste estudo contemplam ponto de bolha, ponto de orvalho, razão de solubilidade do óleo, fator volume-formação do óleo, fator volume-formação do gás, fator de compressibilidade do gás, fator de inchamento do óleo, massa específica do óleo, densidade do gás, viscosidade do óleo. São também avaliadas as cromatografias do óleo do reservatório, recombinado e também as cromatografias dos gases coletados durante o ensaio de liberação diferencial. As correlações utilizadas na análise resultados foram as de Standing, Valko-McCain, Al-Shammasi, Dindoruk, Beggs-Robinson e Vasquez & Beggs. Os principais fatores de seleção das correlações foram o espectro de dados dos quais se originaram as correlações e a média do erro relativo absoluto. As correlações selecionadas reproduziram bem os resultados obtidos no laboratório para o fator volume-formação, a razão de solubilidade do gás, o ponto de bolha e a viscosidade. A simulação computacional foi aplicada na análise dos resultados e na obtenção do envelope de fases da mistura através do ajuste da equação de estado de Peng-Robinson. O método usado para a simulação foi o de Coats & Smart, porém foram feitas modificações desse método para um melhor ajuste. O método adaptado reproduziu adequadamente os dados experimentais, sendo que todos os ajustes apresentaram um desvio padrão percentual menor que 6%. O envelope de fases descrito pelo simulador é considerado representativo do sistema, com boa aproximação. Com os resultados obtidos, foram realizadas análises das propriedades da mistura e do comportamento do equilíbrio de fases em decorrência das variações das concentrações molares de CO2, da temperatura e da pressão. Foi a constatado o surgimento de uma terceira fase líquida em algumas condições de tese configurando um equilíbrio L-L-V / Abstract: The present work refers to the experimental characterization of petroleum mixtures with variable contents of CO2. The experimental results are, analyzed via PVT properties correlations and computer model simulations. The work aims to cover the remarkable lack of public data on thermodynamic properties of petroleum containing CO2. The PVT data analyzed in the study comprise bubble point, dew point, oil solubility rate, gas and oil formation volume factor, gas compressibility factor, swelling test, oil density, gas density, oil viscosity. The chromatography of the recombined reservoir oil and also the chromatography of gases mixture collected during the differential liberation test are also evaluated. The correlations used in the analysis of the results were Standing, Valko-McCain, Al-Shammasi, Dindoruk, Beggs-Robinson e Vasquez & Beggs. The principal criteria used in the selection of the correlations were the range of data which originated the correlations and the average absolute relative error. The correlations reproduced well the results obtained in the laboratory for the formation volume factor, gas solubility ratio, bubble point and viscosity. The computer model simulation was used to analyze the data and also to define the phase envelope of the mixture by adjusting Peng-Robinson's state equation. The method used in the simulation was developed by Coats & Smart, but some modifications were made to obtain a better match. The modified method reproduced adequately the experimental results, within a standard deviation less than 6%. The phase envelope obtained from the simulation is considered, with good approximation, representative of the system. Once with the results obtained were performed analyses of the properties and phase equilibrium behavior of the mixture related with the CO2 molar concentration, temperature and pressure. A third liquid phase was observed in some conditions of the tests configuring a L-L-V phase equilibrium / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador : Roger Josef Zem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:00:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_SergioHenriqueBernardode_D.pdf: 4922037 bytes, checksum: 89a2b8549eebabf31b90e85dd94e0dd7 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Destilação é um dos processos de separação que mais consome energia. Isto é motivação importante para o estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, com o objetivo de obter-se processos mais eficientes, que desperdicem menos energia e causem menor impacto ambiental. No estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, necessariamente tenta-se encontrar a combinação ótima entre os fatores: Número de estágios, razão de refluxo, condição térmica da alimentação, estágio de alimentação e a utilização de trocadores intermediários. Neste trabalho, um método para encontrar esta combinação ótima, do pronto de vista da termodinâmica, é proposto. O método se baseia na análise de colunas de destilação através do estudo de perfis de perdas de exergia. O perfil de perdas de exergia, montado a partir de balanços de exergia em cada estágio de uma coluna de destilação, representa a distribuição de forças motrizes ao longo da coluna. É a análise do formato do perfil que permite identificar mudanças necessárias na coluna para que a sua eficiência aumente. Os testes feitos para colunas com o sistema °metanol/água, mostraram que os perfis obtidos efetivamente representam a distribuição de forças motrizes na coluna, desde que as propriedades entalpia, entropia e energia de Gibbs, envolvidas nos cálculos, sejam consistentes entre si. Para isto, foi provado que é necessário considerar-se os valores de excesso destas propriedades. Estendendo um pouco o trabalho, análises mais detalhadas mostraram que é possível desprezar-se os valores de entalpia de excesso, obtendo ainda assim perfis coerentes. Este procedimento tem a vantagem de permitir que o método seja estendido a sistemas muIticomponentes. Por fim, o perfil de perdas de exergia foi utilizado para direcionar modificações em duas colunas (acetona/água e etanol/água), com o objetivo de aumentar a eficiência termodinâmica destas colunas. Foi constatado que as colunas finais obtidas são termodinamicamente mais eficientes que as originais / Abstract: The most frequently used method of separating fluid mixtures is by distillation, which uses significant amounts of energy. For this reason, the study of column design modifications with respect to energy consumption, has been the subject of many recent works concerning the energy efficiency of distillation columns. Column design modification involves options such as different number of stages, reflux ratios, feed stage location, feed condition and the benefit of using side-condensers or/and side reboilers. In this work a new procedure to find the best combination of these options, from a thermodynamic point of view is presented. In this method, exergy loss profiles are used to analyse different columns layouts. The exergy loss profile is obtained from a stage-to-stage exergy balance and represent the distribution of driving forces in the column. Critical analysis of profile shapes identifies necessary column modifications to lead to higher column efficiency. The methodology was tested to a separation of a high nonideal mixture (methanol/water), concluding that exergy loss profiles can represent the distribution of driving forces in the column. However, to ensure thermodynamic consistency, when dealing with nonideal systems excess properties cannot be ignored. Detailed studies showed that it is possible to simplify the method, ignoring excess enthalpy contribution and still ensure reasonable thermodynamic consistency. This modification allows the method to be applied to multicomponent systems. Finally, exergy 10ss profiles were used to identify suitable column modifications for acetone/water and ethanol/water splits. Results showed that the columns obtained after modifications are thermodynamically more efficient / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Alvina Krahenbuhl / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T18:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LucianaYumiAkisawa_M.pdf: 3646991 bytes, checksum: ba62402781e91d287e8cc031d8f12f30 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: No projeto de processos de separação é essencial o conhecimento do comportamento das fases que estão em equilíbrio. O presente trabalho consistiu no estudo do equilíbrio de fases de misturas contendo acetona, água e cumeno. Estes componentes são de grande importância para a indústria do fenol. Os componentes água e cumeno são parcialmente miscíveis e na destilação da mistura de acetona, água e cumeno ocorre a formação de três fases (líquido-líquido-vapor), por isso é muito importante a determinação de um único conjunto de parâmetros dos modelos de GE que possa representar adequadamente o equilíbrio líquido-líquido simultaneamente. Determinou-se dados de equilíbrio líquido-vapor dos sistemas acetona + água,acetona + cumeno e acetona + água+ cumeno e dados de equilíbrio líquido-líquido do sistema água + cumeno a 760 mmHg. O Princípio da Máxima Verossimilhança foi utilizado no ajuste dos parâmetros de interação binária dos modelos NRTL e UNIQUAC.Os parâmetros obtidos neste trabalho foram comparados em trabalho anterior,Mafra (2005,) no qual se procedeu ao ajuste de dados ternários de equilíbrio líquido-líquido a 50 °C, e buscou-se o conjunto de parâmetros que melhor representa o equilíbrio líquido-vapor e líquido-líquido simultaneamente. Os resultados obtidos revelaram que o modelo NRTL com parâmetros determinados a partir de dados binários representa satisfatoriamente os equilíbrios líquido-vapor e líquido-líquido de sistemas binários e ternário envolvendo acetona, água e cumeno / Abstract: On projecting separation processes it is essential the knowledge of the behavior of the phases in equilibrium. The present work involved the study of the phase equilibrium of mixtures containing acetone, water and cumene, which are very important in the phenol industry. The components water and cumene are partially miscible, and in the distillation of the mixture of acetone, water and cumene occurs the simultaneous formation of three phases, two liquids and one vapor. In such a way this it is important the determination of only one set of parameters for GE models that can represent appropriately the vapor-liquid and liquid-liquid equilibrium. It has been determined vapor-liquid equilibrium data of acetone + water, acetone + cumene and acetone + water -"o cumene systems and liquid-liquid equilibrium data of water + cumene system at 760 mmHg. The Maximum Likelihood Principle was used for the estimation of the interaction parameters for the NRTL and UNIQUAC models. The parameters obtained in this work were compared with the parameters found by Mafra (2005). who realized the reduction of ternary liquid-liquid equilibrium data at 50°C. and it has been analyzed which set of parameters gives the best representation of the vapor-liquid and the liquid-liquid equilibrium simultaneously. The results have shown that the NRTL model with parameters determined by binary data represents properly the vapor-liquid and liquid-liquid equilibrium of binary and ternary systems containing acetone, water and cumene / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Alvina Krahenbuhl / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mafra_MarcosRogerio_D.pdf: 5218448 bytes, checksum: 82785bbe534f8328a5b2d6c5c2a8c306 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O estudo dos fenômenos físico-químicos presentes nos processos químicos industriais é de extrema relevância, desde o projeto ata a operação das unidades que compõem a planta. Dentre as etapas do processo, a separação e purificação costumam concentrar os maiores custos do projeto. Um importante segmento da indústria petroquímica é a produção de fenol, empregando na fabricação de resinas. Nesse processo duas colunas de destilação e um decantador são responsáveis pela purificação do fenol e recuperação da matéria-prima (cumeno). O equilíbrio de fases é um dos fenômenos mais importantes dessas unidades, havendo a possibilidade de ocorrer em alguns pratos o equilíbrio trifásico (LLV). Embora termodinamicamente possível, as tentativas de descrever essa forma de equilíbrio, utilizando dados exclusivamente bifásicos (LL /ou LV), não apresentam bons resultados. Este trabalho teve como objetivo o estudo termodinâmico do equilíbrio líquido-líquido e líquido-vapor na região próxima ao equilíbrio líquido-líquido-vapor de sistemas que compõem as etapas de separação do processo de produção fenol (água, acetona, 'alfa¿-metil estireno, cumeno e fenol), de forma a contribuir com o estudo do equilíbrio trifásico, presente nesse processo. Foram obtidos dados isotérmicos de equilíbrio líquido-líquido a 50 e ¿60 GRAUS¿C e dados isobáricos de equilíbrio líquido-vapor à 760 mmHg... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Studies concerning physical and chemical phenomena are very important for the chemical industry, form the early stages of design up to full plant operation. Among the many units that make up a chemical plant, the last steps of separation and purification stands as the most expensive. Phenol, used to produce resins as well as other products, is an important feedstock to petrochemical industries. Two distillations columns and one decanter are used to purify phenol and separate cumene in the phenol production process, in which phase equilibrium plays an important role. In a tray distillation tower, one may find two liquid phases and one vapor phase in equilibrium (VLLE). Although possible, attempts to describe this equilibrium condition from two phase equilibrium conditions, either liqui-liquid (LLE) or vapor-liquid (VLE), haven¿t succeed. The objective of this work was to study the LLE and VLE of systems comprising components of the phenol production process, i.e., water, acetone, cumene, phenol and 'alfa¿-methyl styrene, at conditions close to the liquid-liquid-vapor equilibrium. Equilibrium data were successfully obtained at ¿50 DEGREES¿C and ¿60 DEGREES¿C and at 760 mmHg for a variety of compositions. Unfortunately data at high acetone contents could not be obtained due to the high pressure generated in the experimental apparatus... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Rodrigo Fernando da Costa Marques / Banca: Eduardo José Nassar / Resumo: A produção de aluminas com distribuição de tamanho e volume de poros controlados pela separação de fases líquido-sólido é um assunto emergente na área de cerâmicas porosas. As aluminas foram produzidas pelo processo sol-gel acompanhado de separação de fases, usando o óxido de polietileno (PEO) como agente indutor na separação de fases e o óxido de propileno para a gelatinização, para isso foram estabelecidas condições de controle cinético e termodinâmico desses eventos, através do controle do tempo de agitação e temperatura no meio reacional. Foram otimizadas rotas de síntese através do ajuste dos parâmetros de preparação variando a concentração do agente direcionador de poros PEO durante a transição sol-gel. Esta transformação foi acompanhada in-situ por SAXS revelando que o crescimento de objetos fractais com dimensionalidade de 1,7, que é característico do mecanismo e agregação controlado pela difusão. A calcinação em 700°C possibilitou a produção de aluminas da fase gama (-Al2O3) com textura porosa formada por macro e mesoporos. O uso do agente direcionador de poros PEO em proporção molar entre 0,01-0,07 mostrou-se eficiente no ajuste da macro-mesoporosidade. Entretanto quando se emprega proporções molares de PEO acima de 0,07 obtém-se apenas famílias de mesoporos com um decaimento do volume específico de poros quando a proporção molar aumenta de 0,08 para 0,1. Estas aluminas mesoporosas apresentaram maior área superficial especifica (Área BET máximo de  305 m²/g) e uma melhor relação OH/-O-Al em comparação com as macro-mesoporosas. / Abstract: The production of alumina with volume and size distribution of pores controlled by phase separation induced by the addition of the polymer polyethylene oxide (PEO) during synthesis is an emerging issue in the area of functional ceramics. The aluminas were produced by the sol-gel process followed by phase separation, and the PEO as inducing agent phase separation and propylene oxide to gelation. Conditions for kinetic and thermodynamic control over these events were kept by controlling the stirring time and temperature in the reaction medium. Synthesis routes have been optimized by adjusting the preparation parameters varying the concentration of pores directing agent (PEO) during sol-gel process. This transformation was accompanied by in-situ SAXS and the results reveal the growth typical of fractal objects starting from a diluted solution, whose dimensionality in the Porod region was 1,7, characteristic of aggregation controlled by diffusion and the distances between the growing particles is around 2,95 nm. Gamma alumina (-Al2O3) with diversified porous texture and macro-mesopores was obtained with thermal treatment up to 700 ° C, being supported by several techniques. The macro-mesoporosity can be adjusted by PEO driver pores agent in a molar ratio from 0,01 to 0,07. Molar ratios of PEO above 0,07 produces only mesopores, decreasing the cumulative volume of this pores when the molar ratio increases from 0,08 to 0,1. These mesoporous aluminas had higher specific surface area (BET Area  305 m² / g) and better ratio OH/O-Al compared to the macro-mesoporous. / Mestre

Neste trabalho aplicou-se a metodologia diferencial para o cálculo do equilíbrio osmótico dentro da abordagem de Lewis-Randall para sistemas multisolventes. Nessa abordagem, são obtidas equações diferenciais que relacionam pressão e composição do sistema na condição de potencial químico constante dos solventes: o estado de equilíbrio osmótico é calculado integrando-se as equações, obtendo-se a curva de pressão osmótica em função da concentração do soluto. Essas equações não têm solução analítica, mas foram numericamente integradas para sistemas cuja não idealidade seja descrita pelo modelo UNIQUAC. A metodologia foi aplicada na análise de sistemas em que ocorre equilíbrio de fases líquido-líquido, o que em princípio corresponde ao teste mais severo a que pode ser submetida. A comprovação da eficácia da metodologia foi feita por meio da verificação das relações de equilíbrio nos passos intermediários e pela equação de Gibbs-Duhem. Os resultados mostraram que a abordagem é bastante confiável, e que o equilíbrio é corretamente calculado para uma variedade de situações. Foi possível discernir os casos em que é admissível utilizar um pseudo-solvente na descrição do equilíbrio osmótico (sistemas cujos solventes apresentam estruturas semelhantes, sem interação preferencial), e situações em que o cálculo pode não levar a resultados adequados (sistemas em que os solventes apresentem miscibilidade parcial). Os programas desenvolvidos são genéricos e, portanto, podem ser usados para o cálculo do equilíbrio osmótico em qualquer sistema descrito pela equação UNIQUAC. / A differential approach to the calculation of osmotic equilibrium of multisolvent systems within the Lewis-Randall framework is presented in this work. Differential equations relating pressure and composition at constant solvent chemical potential are developed, through whose integration the osmotic equilibrium is calculated. The curves of osmotic pressure as functions of the solute concentration cannot be analytically calculated, and were obtained through numerical integration. The methodology was used to calculate osmotic equilibrium for systems described by the UNIQUAC equation presenting liquid-phase split, which presumably corresponds to the most severe test. The approach was verified by checking the equilibrium conditions at intermediate points and also by checking the Gibbs-Duhem equation. The results show that the methodology is reliable and that the osmotic equilibrium can be correctly calculated for many situations. It was possible to identify the circumstances wherein a pseudo-solvent can be defined (systems whose solvents show similar structures, without presenting preferential interactions), and wherein the calculation may lead to unreliable results (systems wherein the solvents present partial miscibility). The computer programs developed are not specific, and can therefore be used to calculate osmotic equilibrium for any systems described by the UNIQUAC equation.

A produção de compostos a partir de carboidratos conhecidos como blocos de construção tem despertado muito interesse da comunidade científica recentemente, principalmente em aplicações de bioenergia. Um desses compostos é o 5-hidroximetilfurfural ou HMF, o qual apresenta um alto potencial como matéria-prima na produção de biocombustíveis e produtos químicos de alto valor agregado, como polímeros e fármacos. A principal via para a obtenção de HMF é a desidratação de mono e polissacarídeos em meio ácido em um reator bifásico. A fase aquosa reacional contém um catalisador ácido e um açúcar, e a fase orgânica extrativa é formada por um solvente alcoólico parcialmente miscível com água que extrai continuamente o composto. Uma revisão de literatura revelou que o processo industrial ainda não é economicamente viável principalmente pela falta de dados termodinâmicos de equilíbrio associados à solubilidade durante a etapa extrativa, ou seja, à interação do HMF com água e solventes. Consequentemente, muita energia e reagentes são desperdiçados, juntamente com os coprodutos na tentativa de extrair de forma eficiente o HMF. Neste trabalho, avaliou-se a interação em mistura aquosa entre o HMF e três álcoois de diferentes cadeias carbônicas (1-pentanol, 1-hexanol e 1-heptanol) a temperatura de 25° C. Os coeficientes de distribuição e de seletividade foram empregados para avaliar a capacidade dos solventes de extrair o 5-hidroximetilfurfural da solução aquosa. Os resultados mostraram que o 1-pentanol apresentou melhor desempenho entre os álcoois estudados para a recuperação de HMF a partir da água. Já o modelo NRTL foi usado para correlacionar os dados experimentais e os parâmetros de interação binária relevantes. O desvio médio quadrático da raiz (RMSD) do modelo NRTL foi de 0,78%, o que indica que os dados experimentais do ELL podem ser correlacionados satisfatoriamente pelo modelo. / The building block composts\' production from carbohydrates is currently attracting the attention of the research community, especially because they could be used as bioenergy. One of those composts is 5-hydroximetilfurfural, or HMF, which has a high potential as crude matter in biofuels as well as in medicine and also in polymers\' production. The easiest way to obtain HMF is by oligosaccharides dehydration using an acid medium at a biphasic reactor. In the aqueous phase, there are an acid catalyser and a sugar, and in the extractive organic phase, there is an alcoholic solvent that is partially miscible with water, were HMF is extracted continuously. A literature review showed that the industrial extraction process is not yet economically attractive. That happens due to missing thermodynamic data that would guarantee a successful extraction, such as the liquid-liquid equilibrium (LLE) data from the HMF, water and alcohol system. By improving the LLE in the extraction phase utilising a correct and efficient alcohol, we can increase the system efficiency: more HMF and less unwanted by-products extraction and a decrease in the energy consumption. Having those things in mind, in this research solubility graphics and LLE data between HMF, water, alcohol (1-pentanol, 1-hexanol e 1-heptanol) at 298,15 K and ~0,1 MPa were determined experimentally. The distribution coefficients and selectivities were employed to assess the capacity of solvents to extract 5hydroxymethylfurfural from aqueous solution. 1-pentanol showed better performance than the other studied alcohols for 5-hydroxymethylfurfural recovery from water. The NRTL model was used to correlate the experimental data and relevant binary interaction parameters were regressed. The root mean square deviations (RMSD) of the NRTL model was around 0.78%, which indicate that the experimental LLE data can be successfully correlated by model.

A produção de compostos a partir de carboidratos conhecidos como blocos de construção tem despertado muito interesse da comunidade científica recentemente, principalmente em aplicações de bioenergia. Um desses compostos é o 5-hidroximetilfurfural ou HMF, o qual apresenta um alto potencial como matéria-prima na produção de biocombustíveis e produtos químicos de alto valor agregado, como polímeros e fármacos. A principal via para a obtenção de HMF é a desidratação de mono e polissacarídeos em meio ácido em um reator bifásico. A fase aquosa reacional contém um catalisador ácido e um açúcar, e a fase orgânica extrativa é formada por um solvente alcoólico parcialmente miscível com água que extrai continuamente o composto. Uma revisão de literatura revelou que o processo industrial ainda não é economicamente viável principalmente pela falta de dados termodinâmicos de equilíbrio associados à solubilidade durante a etapa extrativa, ou seja, à interação do HMF com água e solventes. Consequentemente, muita energia e reagentes são desperdiçados, juntamente com os coprodutos na tentativa de extrair de forma eficiente o HMF. Neste trabalho, avaliou-se a interação em mistura aquosa entre o HMF e três álcoois de diferentes cadeias carbônicas (1-pentanol, 1-hexanol e 1-heptanol) a temperatura de 25° C. Os coeficientes de distribuição e de seletividade foram empregados para avaliar a capacidade dos solventes de extrair o 5-hidroximetilfurfural da solução aquosa. Os resultados mostraram que o 1-pentanol apresentou melhor desempenho entre os álcoois estudados para a recuperação de HMF a partir da água. Já o modelo NRTL foi usado para correlacionar os dados experimentais e os parâmetros de interação binária relevantes. O desvio médio quadrático da raiz (RMSD) do modelo NRTL foi de 0,78%, o que indica que os dados experimentais do ELL podem ser correlacionados satisfatoriamente pelo modelo. / The building block composts\' production from carbohydrates is currently attracting the attention of the research community, especially because they could be used as bioenergy. One of those composts is 5-hydroximetilfurfural, or HMF, which has a high potential as crude matter in biofuels as well as in medicine and also in polymers\' production. The easiest way to obtain HMF is by oligosaccharides dehydration using an acid medium at a biphasic reactor. In the aqueous phase, there are an acid catalyser and a sugar, and in the extractive organic phase, there is an alcoholic solvent that is partially miscible with water, were HMF is extracted continuously. A literature review showed that the industrial extraction process is not yet economically attractive. That happens due to missing thermodynamic data that would guarantee a successful extraction, such as the liquid-liquid equilibrium (LLE) data from the HMF, water and alcohol system. By improving the LLE in the extraction phase utilising a correct and efficient alcohol, we can increase the system efficiency: more HMF and less unwanted by-products extraction and a decrease in the energy consumption. Having those things in mind, in this research solubility graphics and LLE data between HMF, water, alcohol (1-pentanol, 1-hexanol e 1-heptanol) at 298,15 K and ~0,1 MPa were determined experimentally. The distribution coefficients and selectivities were employed to assess the capacity of solvents to extract 5hydroxymethylfurfural from aqueous solution. 1-pentanol showed better performance than the other studied alcohols for 5-hydroxymethylfurfural recovery from water. The NRTL model was used to correlate the experimental data and relevant binary interaction parameters were regressed. The root mean square deviations (RMSD) of the NRTL model was around 0.78%, which indicate that the experimental LLE data can be successfully correlated by model.