Equilíbrio líquido-líquido e modelagem termodinâmica para sistema graxo representativo de óleo de Chlorella pyrenoidosa

Abstract

A extração líquido-líquido é uma operação bastante consolidada industrialmente porém o aumento de escala para o dimensionamento de sistemas de extração ainda recai sobre a complexidade da transferência de massa na interface das duas fases do sistema em estudo. Para isso, são necessários experimentos de bancada que podem ser onerosos. Ainda é insuficiente o número de parâmetros binários de equilíbrio de fases para aplicação industrial. Com isso este trabalho visa contribuir com o banco de dados de simuladores para validar a utilização dos mesmos em trabalhos de dimensionamento e planejamento de processos. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo apresentar dados de equilíbrio líquido-líquido de uma mistura de óleo de palma e coco (MOPC) sendo representativo do óleo bruto de microalga Chlorella pyrenoidosa e solventes orgânicos como base para avanços no estudo da extração líquido-líquido de pigmentos na etapa de refino do óleo destinado a produção de biodiesel. Em virtude disso, foram determinados parâmetros de interação binário pelo modelo UNIQUAC a partir da regressão de dados experimentais para dois sistemas MOPC + acetona + dimetilsulfóxido (DMSO) e MOPC + acetona + etanol em diferentes temperaturas (20 °C, 25 °C, 35 °C e 45 °C). A correlação entre os dados experimentais para a curva binodal foram feitas utilizando a metodologia de Merchuk, Andrews e Asenjo (1998) e para a consistência das linhas de amarração geradas pelo método, foram utilizadas as equações de Othmer-Tobias. Foi constatada a influência da temperatura para os dois sistemas, em que seu aumento contribui para a redução da região bifásica. Além disso, a temperatura influencia na inclinação e no comprimento das linhas de amarração. A composição de MOPC na fase extrato foi pequena para os dois solventes utilizados, apontando menor perda do óleo na extração além de uma melhor recuperação do solvente. Os desvios da regressão pelo modelo UNIQUAC para o sistema contendo etanol foi de 1,92 % e para o sistema contendo DMSO foi de 1,62 %. Palavras-chaves: Curvas binodais. Microalga. Linhas de amarração. UNIQUAC. Biodiesel.

The liquid-liquid extraction is a well-consolidated operation industrially, nonetheless the scale-up for the dimensioning of extraction columns is still limited by the complexity of mass transfer on the interface of the two phases of the system being studied. Therefore, costly experiments are still required. The number of binary parameters of phase equilibrium are still insufficient for industrial application. Then, the aim of this study is to enrich the database of simulations to validate its use in dimensioning works and planning processes. The aim of this study is to give data of liquid-liquid equilibrium between palm and coconut oils (MOPC) mixtures. This mixture represents the brute oil of microalgae Chlorella pyrenoidosa and organic solvents as a base for the advances in the study of liquid-liquid extraction of chlorophyll in one of the steps of the refining of oil destined to the production of biodiesel. Due to that, binary interaction parameters were obtained by the Universal Quasi-Chemical (UNIQUAC) model through experimental data of two systems: MOPC + acetone + dimethylsulfoxide (DMSO) and MOPC + acetone + ethanol at different temperatures (20°C, 25°C, 35°C e 45°C). The correlation between the experimental data and the binodal curve were obtained using the methodology of Merchuk, Andrews e Asenjo (1998) and, for the consistency of tie-lines generated by the method, the equations of Othmer-Tobias were used. The results tell that the increase in temperature causes the reduction of the biphasic region. Besides, the temperature has influence on the slope and the length of the tie lines (TLL) for both systems. The composition of MOPC in the extract phase was low for both systems, and it suggests less oil waist in the extraction and a better recovery of the solvent. The deviations of the regressions of the experimental data for the system with ethanol was 1.92% and for the system with DMSO was of 1.62%. Key-words: Binodal curves. Microalgae. Tie-lines. UNIQUAC. Biodiesel