Docentes Envolvidos: Gerson Luiz Vieira Coelho e Marisa Fernandes Mendes

Descrição:

No Laboratório de Processos de Separação do DEQ/IT/UFRRJ tem-se trabalhado com o objetivo de investigar o potencial da tecnologia com fluidos supercríticos. A extração com fluido supercrítico permite contornar problemas ocorridos nos processos tradicionais, como a presença de resíduos de solventes em produtos acabados, a necessidade de etapas de purificação em extrações que utilizam solventes pouco seletivos e a degradação de substâncias, causadas por condições drásticas de operação, com a utilização de elevadas temperaturas em processos de destilação. Diante destas vantagens, as indústrias químicas, de alimentos, farmacêuticas e de aromas vêm demonstrando interesse na utilização desta nova tecnologia em processos que priorizam a qualidade máxima dos produtos obtidos.

Projetos:

1. Desasfaltação de petróleo usando fluido supercrítico - o solvente mais utilizado na desasfaltação é o propano que solubiliza as cadeias parafínicas e isoparafínicas contidas no resíduo de vácuo, ao mesmo tempo em que precipita os asfaltenos. O propano apresenta uma excelente solvência, aliada a uma boa seletividade. Neste trabalho, estudar-se-á a possibilidade de usar propano em estado supercrítico para uma maior recuperação de frações oleosas do resíduo de vácuo. Utilizando o propano supercrítico pode-se diminuir os gastos de energia e aumentar a produtividade.

1. Medida de dados de equilíbrio líquido-vapor usando propano supercrítico

2. Simulação do processo de desasfaltação em simulador comercial

1. Micronização de fármacos usando fluido supercrítico - A utilização do processo de expansão rápida de soluções supercríticas (RESS) permite a micronização de solutos com a formação de partículas pequenas e uniformes (nanopartículas), desde que o soluto seja solúvel no fluido supercrítico. A distribuição do tamanho das partículas formadas durante a expansão depende das condições de operação, assim como a geometria do bocal de expansão (ejetor). É proposto produzir nano partículas usando dióxido de carbono supercrítico, usando o processo RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions). Esse processo, uma tecnologia nova frente as convencionais, não utiliza solventes orgânicos, é de fácil medição e, devido às características do fluido supercrítico, produz partículas com diâmetros uniformes.

2.1) Medida da solubilidade dos ácidos benzóico e sórbico em CO2 supercrítico
2.2) Micronização de nisina e dos ácidos benzóico e sórbico para utilização como conservante

3) Extração de óleos essenciais usando dióxido de carbono supercrítico - Investiga a possibilidade de se propor uma unidade industrial multipropósito, operando em modo contínuo, utilizando CO2 supercrítico como solvente. Para isso, investiga-se a modelagem matemática e termodinâmica do processo, a simulação do processo prevendo-se a relação solvente/carga, o projeto e design dos equipamentos e a avaliação econômica do mesmo. Os extratos são avaliados através de croamtografia gasosa acoplada a espectrometria de massas.

3.1) Extração do óleo da noz macadâmia (Macadamia tetraphylla) com o objetivo de produzir uma semente light
3.2) Extração do óleo da rosa mosqueta (Rosa aff. Rubiginosa)
3.3) Extração do óleo essencial da citronela (Cymbopogan citratus)
3.4) Extração de Avocatinas a Partir do Caroço de Abacate com CO2 Supercrítico
3.5) Extração da bixina do urucum (Bixa orellana L.) usando dióxido de carbono supercrítico

1. Extração de compostos orgânicos usando dióxido de carbono supercrítico

4.1) Remediação de solo contaminado com benzeno, tolueno, etilbenzeno, xileno e glifosato usando a tecnologia supercrítica

4.2) Remoção de metais pesados de solo contaminado com resíduo da Ingá

5) Modelagem matemática do processo de extração com fluido supercrítico – vários modelos matemáticos são aplicados a fim de interpretar e correlacionar as curvas do processo de extração usando fluido supercrítico.

5.1) Modelagem do processo de transporte na extração do óleo essencial do urucum usando fluido supercrítico
5.2) Modelagem do processo de remediação de solo contaminado usando dióxido de carbono supercrítico

1. Modelagem termodinâmica de sistemas envolvendo diferentes solutos e dióxido de carbono como solvente supercrítico – o modelo termodinâmico mais usado pelo grupo de pesquisa é o que envolve a equação de estado de Peng-Robinson e a regra de mistura de van der Waals; faz-se a estimação de parâmetros de interação em diferentes condições de temperatura e pressão. Aplicação e desenvolvimento de modelos preditivos.

6.1) Modelagem termodinâmica de sistemas envolvendo ácidos graxos e dióxido de carbono supercrítico

1. Simulação dos processos em batelada e contínuo usando a extração com fluido supercrítico – aplicação do método de Ratchford-Rice para a simulação dos processos de separação em modo batelada e uso de um simulador comercial para a simulação de processos contínuos, fazendo-se uso de reciclo de solvente.

7.1) Simulação da separação da mistura binária ácido oléico-ácido linoleico, usando CO2 supercrítico, sob diferentes condições de temperatura e pressão.