Determinação Dos Parâmetros Termodinâmicos Do Sistema Água-Etanol-Frutose via Destilação Diferencial

Abstract

RESUMO -O presente trabalho teve dois objetivos fundamentais: buscar uma metodologia alternativa para estudar o equilíbrio líquido-vapor (ELV) e obter dados termodinâmicos precisos para a síntese do processo de produção de Frutose. Os métodos tradicionais utilizados para estudar o equilíbrio líquido-vapor, como, por exemplo, métodos estáticos ou de recirculação de fases envolvem experimentos muito detalhados e são dispendiosos. O novo método proposto baseia-se na reprodução de um processo de destilação diferencial em escala laboratorial e, a partir do balanço de massa global nesse sistema (Equação de Rayleigh), obter dados semelhantes aos que os modelos termodinâmicos sejam capazes de predizer, verificando que é possível partir de dados experimentais gerados por destilação diferencial para obter parâmetros de sistemas ainda não consolidados como é o caso da frutose em solvente hidroetanólico. Os resultados mostraram que a destilação diferencial em bancada é capaz de gerar excelentes dados do ELV e que os modelos termodinâmicos clássicos como NRLT (Non Random Two-Liquid) e Wilson, através de um ajuste de parâmetros, conseguem representar o desvio de idealidade da fase líquida para mistura ternária melhor do que os modelos preditivos. INTRODUÇÃO E MOTIVAÇÃOO estudo do equilíbrio líquido-vapor (ELV) é de grande importância para o desenvolvimento de processos químicos e equipamentos industriais. O ELV geralmente é estudado por uma técnica de análise chamada ebuliometria, cujos métodos podem ser estáticos ou dinâmicos (OLIVEIRA, 2003). Os métodos dinâmicos, de forma geral, necessitam que sejam agregados equipamentos para o transporte dos fluidos que circulam no sistema acarretando, assim, um custo operacional a mais (AMORIM, 2007). Já os métodos estáticos são realizados em sistema fechado sem a circulação de fases no sistema, sendo necessário um dispositivo de degaseificação o que também encarece o método (DIAS, 2016).Paralelamente a necessidade de se estudar o ELV, esse trabalho avalia uma carência no processo desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de São Carlos (CRESTANI, 2012), onde se desenvolveu um processo de produção de frutose via uma rota de cristalização por adição de etanol como anti-solvente. A frutose possui um bom valor comercial, mas não é produzida no mercado nacional e é majoritariamente importada.