In this work the crystallization of citric acid using Tahiti lemon juice was studied. The
experiments were carried out in a batch crystallizer, with agitation and temperature
control. The influences of three variables according to a composite experimental design
on the production of citric acid were analyzed: super saturation, crystal number (seeding)
and speed stirred. The effects of these variables and their interactions were analyzed by
the response surface methodology. The biggest influences were exerted by
supersaturation and by speed stirred. Through a canonic analysis of the adjusted response
surface, the optimal variables values that led to the biggest production of citric acid were
determined: R = 356 rpm (speed stirred); S = 1.26 super saturation and N = 27 seeding.
In these conditions, the relations of the crystal mass and seed mass for citric acid (y)
reached 2.2700. A kinetic study into the growth from the crystal of citric acid showed that
the average increase of the mass of crystals was 1.375x10-6 kg (102% of the initial mass)
and it showed presented an average increase of the characteristic dimensions of 0.48x10-3
m after two hours of crystallization. The calculated growth rate decreases throughout the
time, probably because of the reduction of the driving force and for the dependence that
the growth rate of crystals has in related to the size of the same ones. Being that lesser
crystals possess bigger growth rate that the crystals biggest not following. The smaller
crystals show a larger growth rate than the bigger crystals and crystallization didn t
follow the McCabe ΔL law. The kinetic study of the growth rate showed that KG changed
through the experiments, probably because of hydrodynamic influence in the agitation,
that is, bigger particles behave in a different way from smaller particles on the crystallizer
in a certain agitation. / Neste trabalho estudou-se a cristalização do ácido cítrico, que foi extraído do suco do limão
Tahiti. Os experimentos foram realizados em um cristalizador operando em batelada, com
controles de agitação e temperatura. Foram analisadas as influências de três variáveis sobre a
produção do ácido cítrico: grau de supersaturação, número de partículas de ácido cítrico
compondo a semeadura (sementes) e velocidade de agitação. Os efeitos dessas variáveis e de
suas interações foram analisados pela metodologia da superfície de resposta. As maiores
influências foram exercidas pela supersaturação e pela velocidade de agitação. Realizando
uma análise canônica da superfície de resposta ajustada, determinaram-se os valores ótimos
das variáveis que levaram à máxima produção de ácido cítrico: de 356 rpm e supersaturação
S= 1,26; utilizando 27 sementes. Nestas condições, a relação massa de cristais pela massa de
sementes (y) para o ácido cítrico alcança o valor de 2,2700. Um estudo cinético do
crescimento dos cristais de ácido cítrico revelou que o aumento médio da massa dos cristais
foi de 1,375x10-6 kg e o aumento médio das dimensões características de 0,48x10-3 m, para o
tempo de 2,5 horas de cristalização. A taxa de crescimento calculada diminui ao longo do
tempo de cristalização, provavelmente, pela diminuição da força motriz e pela dependência
que a taxa de crescimento dos cristais tem em relação ao tamanho dos mesmos. Os cristais
menores apresentam taxas de crescimento maiores que os cristais maiores e a cristalização
não seguiu a lei ΔL de McCabe. O estudo cinético da taxa crescimento mostrou que KG variou
ao longo dos experimentos, provavelmente pela influência hidrodinâmica na agitação, ou seja,
partículas maiores se comportam de maneira diferente das partículas menores no leito de
cristalização numa dada agitação. / Mestre em Engenharia Química
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15271 |
| Date | 27 July 2007 |
| Creators | Morais, Anderson dos Santos |
| Contributors | Limaverde, Jose Romário, Finzer, Jose Roberto Delalibera, Cremasco, Marco Aurélio, Ribeiro, Eloizio Julio |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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