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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/649| Type: | Monografia |
| Title: | Extração de óleo de soja com etanol: dados de equilíbrio e dimensionamento de um módulo experimental para estudo da transferência de massa do sistema |
| Author: | Rotta, Eduardo Henrique |
| First advisor: | Wenzel, Bruno München |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Cassol, Fabiano |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Godoi, Benhur de |
| Resume: | A sensibilização para as questões energéticas e ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis tem incentivado a busca por biocombustíveis – destacando-se o etanol e o biodiesel. Industrialmente, o biodiesel é produzido, principalmente, através da transesterificação entre um triglicerídeo e um álcool de cadeia curta, exigindo que o óleo seja previamente extraído da oleaginosa utilizando um solvente, sendo o hexano o mais comum. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe a avaliação da viabilidade técnica do emprego de etanol como solvente de extração de óleo de soja, uma vez que ele também deve ser utilizado como reagente da transesterificação, possibilitando a diminuição dos custos. O presente trabalho divide-se em duas etapas: (i) Avaliação do equilíbrio da extração sólido-líquido, e (ii) dimensionamento de um módulo experimental para estudos dos aspectos de transferência de massa. Na primeira parte caracterizou-se a semente de soja em relação ao teor de óleo e umidade. O tempo necessário para o equilíbrio da extração também foi estimado. Ainda, através de um planejamento experimental fatorial completo 2 3 , com ponto central, onde os fatores investigados foram a temperatura, razão etanol:óleo e pureza do solvente, foi realizada uma análise estatística e um modelo linear de primeira ordem para a extração sólido-líquido foi proposto. Com isto, as condições ótimas de operação foram determinadas. A segunda parte da pesquisa focou no dimensionamento de um módulo experimental para futuro estudo de aspectos de transferência de massa envolvidos na extração de óleo de soja com etanol. A modelagem matemática do sistema envolveu equações de conservação de massa, resolvidas pelo Método dos Volumes Finitos, a partir do qual foram realizadas simulações com base em dados da literatura, propondo uma coluna de extração com dimensões e operação adequadas. Como resultado, propõe-se uma coluna de extração de 0,055 m de diâmetro interno e 1 m de altura, com alimentação de sólidos em batelada e vazões de etanol na faixa entre de 0,02 a 1,5 L min - 1 , através de bomba centrífuga de 1/6 cv de potência. O sistema permite a manutenção da temperatura em parâmetros pré-definidos. |
| Abstract: | The awareness of energy and environmental issues arising from the burning of fossil fuels has encouraged the search for biofuels - highlighting the ethanol and biodiesel. Industrially, biodiesel is produced mainly by transesterification of a triglyceride and a short chain alcohol, requiring the previous oil extraction from oleaginous using a solvent, the hexane being the most common. Within this context, this work proposes the assessment of technical feasibility of ethanol employment as soybean oil extraction solvent, since it must also be used as the transesterification reagent, enabling the reduction of costs. This work is divided into two stages: (i) measuring equilibrium solid-liquid extraction, and (ii) scaling module for an experimental study of the mass transfer issues. In the first part soybean seed was characterized with respect to oil and moisture content. The time required for balancing the extraction was also estimated. Furthermore, through a complete factorial design 2 3 with central point, where investigated factors were the temperature, ethanol:oil ratio and purity of the solvent, a statistical analysis was performed and a linear model of the first order for the solid-liquid extraction has been proposed. With this, the optimal operating conditions have been determined. The second part of the research has focused on designing a module for future experimental studies of mass transfer issues involved in soybean oil by extraction with ethanol. Mathematical modeling of the system involved mass conservation equations solved by Finite Volume Method, from which were carried out simulations based on data from literature, proposing an extraction column with appropriate dimensions and operation. As a result, it proposes an extraction column of 0.055 m internal diameter and 1 m in height, solid loading batch and ethanol flows in the range of 0.02 to 1.5 L min -1 , using centrifugal pump 1/6 horsepower. The system allows for maintenance of the temperature pre-set parameters. |
| Keywords: | Biocombustíveis Etanol Biodisel Extração sólido-líquido Transferência de massa Equilíbrio de fases |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
| Acronym of the institution: | UFFS |
| College, Institute or Department: | Campus Cerro Largo |
| Type of Access: | Acesso Aberto |
| URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/649 |
| Issue Date: | 4-Dec-2015 |
| Appears in Collections: | Engenharia Ambiental |
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