Emissão de dióxido de carbono e estoque de carbono em sistemas convencionais e alternativo de produção agropecuária no Nordeste paraense

A aplicação de técnicas menos agressivas ao meio ambiente, como o uso de sistemas alternativos (corte e trituração), no lugar dos sistemas convencionais (corte-e-queima), além de favorecer o equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos em áreas florestais, contribui para a mitigação das mudanças climáticas. O objetivo deste estudo foi estimar a emissão e o estoque de carbono do solo em sistemas de produção agropecuária em unidades rurais familiares do Nordeste paraense. Os estudos foram conduzidos em área de agricultor familiar no Município de Mãe do Rio, com temperatura média anual de 25 a 28°C, precipitação pluviométrica acimade 2500 mm e com solo predominante do tipo Latossolo Amarelo distrófico de textura média a argilosa. Foram selecionados 3 sistemas de uso da terra (cultivo com Schizolobium amazonicum, roça e silvipastoril) e mais uma área de referencia (floresta secundária), com 4 parcelas, medindo 20 m x 20 m cada. Foram avaliados a emissão de CO2 do solo, estoque de carbono no solo, estoque da liteira no solo e estoque de carbono na liteira. Os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e à comparação das médias pelo teste de Tukey, ao nível de 5%. Em todos os sistemas avaliados, as maiores emissões de CO2 do solo, observadas no período chuvoso, foram no sistema silvipastoril (5,02 Wmol CO2 m^-2 s^-1), em comparação à área da floresta secundária (3,56 Wmol CO2 m^-2 s^-1). De todas as áreas estudadas a maior emissão anual foi encontrada no sistema silvipastoril. O estoque de carbono no solo foi maior na área da floresta secundária, com total de 157± 31,10 Mg ha^-1 (0-100 cm). O maior estoque de liteira no solo encontrado foi para a fração da liteira não-lenhosa, em todos os sistemas agropecuários e floresta secundária. O maior estoque de carbono na liteira não-lenhosa total foi observada no mês de janeiro/2010, com média geral de 4,31± 3,0 Mg ha^-1, em todos os sistemas avaliados. Os sistemas de uso da terra que não utilizam o fogo no preparo da área, como os sistemas alternativos de corte-e-trituração, além de contribuirem para a mitigação das mudanças climáticas, ajudam na manutenção do funcionamento adequado dos ciclos biogeoquímicos nos ecossistemas terrestres.

Absorção do dióxido de carbono por resíduo de bauxita em torres de absorção

Um dos problemas ambientais mais discutidos atualmente no cenário mundial são o aquecimento global e suas implicações. Apesar de o efeito estufa ser um fenômeno natural, o aumento nas emissões de gases como o CO₂ proveniente do processo de combustão, pode favorecer o seu agravamento. Seguindo essa vertente, existe o interesse na realização de pesquisas para minimizar a liberação deste gás na atmosfera. Este trabalho, tem por finalidade estudar o processo de absorção do dióxido de carbono pela fase aquosa do resíduo de bauxita (soda e íons dissolvidos em solução) em torre de aspersão e em torre de selas randômicas (ambas em escala piloto), bem como verificar a alteração do pH nesse processo de absorção para ambas as torres. Avaliar a alteração do pH e a capacidade de absorção do CO₂ , considerando as seguintes variáveis: O tipo de torre de absorção, o uso do sobrenadante como meio absorvente e o uso da suspensão aquecida por resistências. Os resultados mostraram que a suspensão do resíduo de bauxita absorveu quantidade significativa de CO₂ , tanto na torre de aspersão quanto na torre de selas. A taxa de absorção média ficou em torno de 8,42% para a torre de aspersão e 9,34% para a torre de selas. A capacidade de carbonatação da suspensão à 27%-p ficou em torno de 33,3 Kg CO₂ por tonelada de resíduo e houve uma redução substancial da alcalinidade do resíduo através da reação com os efluentes gasosos, com uma diminuição média de 4,0 e 3,5 unidades de pH para a torre de selas e de aspersão respectivamente.

Variação temporal do efluxo de dióxido de carbono CO2 do solo em sistemas agroflorestais com palma de óleo (Elaeis guineensis) na Amazônia Oriental

A região amazônica tem sido submetida a contínuo desflorestamento e expansão do uso da terra, para a implantação de atividades como pecuária, exploração madeireira, agricultura, mineração e urbanização. A queima e a decomposição da biomassa da floresta liberam gases que contribuem para o efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO₂). Nesse contexto, surge o interesse em avaliar a dinâmica do efluxo de CO₂ do solo na Amazônia, em especial em sistemas agroflorestais de palma de óleo (Elaeis guineensis), visto o destaque da produção dessa cultura no estado do Pará, que teve uma razoável expansão, transformando o estado do Pará em um dos maiores plantadores e produtores do país. Este trabalho teve como objetivo investigar a dinâmica do efluxo de CO₂ do solo em sistemas agroflorestais onde a palma de óleo é a cultura principal, na escala temporal e os fatores bióticos e abióticos que influenciam diretamente neste processo. Foram quantificados os carbono da biomassa microbiana do solo, carbono total do solo, respiração microbiana do solo, raízes finas do solo e zona de influência das espécies; e os fatores abióticos: umidade e temperatura do solo, em dois sistemas agroflorestais de cultivo de palma de óleo, o sistema adubadeiras e o sistema biodiverso. As medições foram feitas nos períodos seco e no chuvoso. Os resultados mostraram que o maior efluxo de CO₂ do solo ocorreu no período chuvoso, provavelmente devido à maior atividade microbiana nesse período influenciada por fatores climáticos aliados a fatores bióticos. O sistema biodiverso apresentou maior efluxo de CO₂ do solo do que o sistema adubadeiras, provavelmente devido à maior atividade biológica no solo nesse sistema. O efluxo de CO₂ do solo não mostrou correlação forte com as variáveis testadas. Pôde-se concluir que o efluxo de CO₂ do solo sofreu influencia apenas da sazonalidade climática. O fato da área de plantio ser muito jovem pode ser um fator determinante para que não tenha sido encontrada relação mais forte da respiração do solo com as variáveis analisadas.

Dinâmica do carbono em pequenas bacias de drenagem sob uso de agricultura familiar na Amazônia Oriental

O presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica do carbono em uma região da Amazônia Oriental, cujo uso da terra predominante é a agricultura familiar; a unidade espacial adotada neste estudo foram três pequenas bacias de drenagem. A dinâmica do carbono foi avaliada a partir de medidas hidrológicas e biogeoquímicas em águas dos igarapés Cumaru, Pachibá e São João entre junho de 2006 a maio de 2007. O ambiente aquático e a hidrogeoquímica fluvial foram caracterizados a partir de medidas in situ da condutividade elétrica, temperatura, pH e concentração de oxigênio dissolvido. Amostras de água foram coletadas e analisadas para determinação do carbono orgânico dissolvido (COD) e pressão parcial do dióxido de carbono (pCO 2 ). A partir dos valores de pCO 2 , foram calculadas as concentrações de carbono inorgânico dissolvido (CID). Já os fluxos de C02 foram medidos in situ e também calculados a partir do pC0 2 . Utilizando-se medidas de vazão instantânea a cada campanha mensal de campo, calcularam-se fluxos anuais de COD. A caracterização dos solos e do uso da terra nas porções estudadas das bacias, assim como os índices pluviométricos e fluviométricos, foram considerados na interpretação dos resultados. Podem-se enumerar como principais resultados o seguinte: 1) As características físico-químicas das águas fluviais das bacias estudadas retrataram seus solos ácidos, a vegetação ripária, e processos hidrológicos biogeoquímicos no ambiente aquático e terrestre, e com certa variabilidade sazonal; 2)0 pH e o oxigênio dissolvido se correlacionaram positivamente com o carbono dissolvido na coluna d'água; 3) O transporte de COD por unidade de área foi elevado quando comparado com outras bacias amazônicas, e mais intenso em períodos chuvosos; 4) O transporte de COD e a evasão de C0 2 pareceram responder positivamente à presença de vegetação secundária e floresta densa, e negativamente às atividades agropecuárias; e 5) As taxas de evasão de C0 2 foram elevadas comparando-as a outros rios amazônicos, e corroboram a hipótese de que pequenas bacias são importante fontes de C0 2 para atmosfera na região.

Estoques e fluxos de carbono em plantações florestais jovens de Acacia mangium e Schizolobium parahyba var. Amazonicum na Amazônia Oriental

Plantações florestais são consideradas como alternativas de uso da terra para mitigação dos efeitos das mudanças climáticas, devido ao potencial de sequestro de carbono em espécies arbóreas. No entanto, há poucas informações sobre estoques e fluxos de carbono em espécies comumente usadas em plantações florestais, sobretudo na Amazônia. O objetivo deste estudo foi determinar o estoque de carbono na fitomassa e o efluxo de dióxido de carbono do solo em plantios de Acacia mangium Willd e Schizolobium parahyba var. amazonicum em diferentes espaçamentos. O estudo foi conduzido em Dom Eliseu, Pará, cujo clima apresenta temperatura média anual em torno de 25 ºC e precipitação anual de 2250 a 2500 mm; o solo predominante é Latossolo amarelo distrófico típico A moderado textura muito argilosa. Neste estudo foram selecionadas duas espécies (A. mangium e S. parahyba) em dois espaçamentos (4,0 m x 2,0 m e 4,0 m x 3,0 m), com duas repetições, totalizando 4 tratamentos e 8 parcelas, estudadas por um período de um ano, dos 2,5 aos 3,5 anos de idade. As parcelas mediram 48 m x 60 m. Mediram-se altura total, diâmetro à altura do peito, fluxo de CO₂ do solo, e estimou-se o estoque de carbono na fitomassa acima do nível do solo. O efluxo de CO₂ do solo nos plantios de A. mangium tiveram uma média global de 5,61 ± 1,30 Mg C ha^-1 ano^-1, e, em S. parahyba, a média global foi 7,07 ± 1,50 Mg C ha^-1 ano^-1. O acúmulo anual de carbono na fitomassa acima do solo nos plantios de A. mangium foi 16,41 ± 1,16 e 14,03 ± 0,82 Mg C ha^-1 ano^-1, no 4,0 x 2,0 m e 4,0 x 3,0 m, respectivamente. Em S. parahyba o acúmulo anual global foi 8,93 ± 1,87 Mg C ha^-1 ano^-1. O plantio de A. mangium acumulou mais carbono na fitomassa acima do solo em relação a S. parahyba, com efluxos anuais de CO₂ menores em relação ao plantio de S. parahyba em ambos espaçamentos. Dessa forma, plantios de A. mangium, no espaçamento 4,0 x 2,0 m, são recomendados para projetos de sequestro de carbono. Entre os espaçamentos de plantio testados para S. parahyba, 4,0 x 3,0 m seria recomendado devido a mesma eficiência no sequestro de carbono em relação a 4,0 x 2,0 m, porém com menor requerimento de mudas. A continuidade no monitoramento nessas plantações florestais é fundamental para que conclusões mais definitivas sejam feitas a respeito da dinâmica do carbono.

Transpiração em espécie de grande porte na Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará

Durante o experimento “O Impacto da Seca Prolongada nos Fluxos de Água e Dióxido de Carbono em uma Floresta Tropical Amazônica” (ESECAFLOR) realizou-se este trabalho. Trata-se de um subprojeto do Experimento de Grande escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA), localizado na Estação Científica Ferreira Pena, dentro da Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará (1o 42’ 30’’ S; 51o 31’45’’ W; 62 m altitude). A região tem floresta bem preservada, com dossel médio de 35 m. As espécies predominantes em terra-firme, são: Eschweilera coriacea (Mata-matá branco), Voucapoua americana (Acapu) e Protium pallidum (Breu Branco). Medidas foram realizadas entre 03 a 16 de dezembro de 2000 e 12 a 25 de janeiro de 2003, objetivandose determinar a transpiração de dois exemplares de Eschweilera coriacea, mediante os efeitos da seca provocada. A área do ESECAFLOR compreende duas parcelas, cada uma com 1 ha, parcela A (controle) e parcela B (exclusão da chuva). Para o fluxo de seiva, o método foi o Balanço de Calor no Tronco, com sistema Sap Flow meter, P4.1; entre os períodos analisados, a transpiração média registrou aumento de 56% na árvore A237 (parcela A) e redução de 68% na árvore B381 (parcela B)

A mass transfer model applied to the supercritical extraction with CO2 of curcumins from turmeric rhizomes (Curcuma longa L)

ABSTRACT: Increasing restrictions on the use of artificial pigments in the food industry, imposed by the international market, have increased the importance of raw materials containing natural pigments. Of those natural substances with potential applications turmeric rhizomes (Curcuma longa L), are one of the most important natural sources of yellow coloring. Three different pigments (curcumin, desmetoxycurcumin, and bis-desmetoxycurcumin) constitute the curcuminoids. These pigments are largely used in the food industry as substitutes for synthetic dyes like tartrazin. Extraction of curcuminoids from tumeric rhizomes with supercritical CO2 can be applied as an alternative method to obtain curcuminoids, as natural pigments are in general unstable, and hence degrade when submitted to extraction with organic solvents at high temperatures. Extraction experiments were carried out in a supercritical extraction pilot plant at pressures between 25 and 30 MPa and a temperature of 318 K. The influence of drying pretreatment on extraction yield was evaluated by analyzing the mass transfer kinetics and the content of curcuminoids in the extracts during the course of extraction. The chemical identification of curcuminoids in both the extract and the residual solid was performed by spectrophotometry. Mass transfer within the solid matrix was described by a linear first-order desorption model, while that in the gas phase was described by a convective mass transfer model. Experimental results showed that the concentration profile for curcuminoids during the supercritical extraction process was higher when the turmeric rhizomes were submitted to a drying pretreatment at 343 K.

Influência de variáveis meteorológicas na produção de liteira na Estação Científica Ferreira Penna, Caxiuanã, Pará

A avaliação da influência da exclusão da precipitação sobre a variação na produção de liteira foi realizada na Reserva Florestal de Caxiuanã – Estação Científica Ferreira Penna (1º 42' S, 51º 31' W) durante o período de março de 2001 a fevereiro de 2003, com o objetivo de identificar as principais variáveis meteorológicas e do balanço hídrico mensal que afetaram a produção e decomposição de liteira. Este trabalho foi parte do subprojeto EXPERIMENTO DE SECA NA FLORESTA (ESECAFLOR), que tinha o objetivo de estudar o impacto de seca prolongada na floresta nos fluxos de água, energia e dióxido de carbono na floresta amazônica. A sazonalidade na produção de liteira e de seus componentes (folhas, gravetos e partes reprodutivas) foi bem estabelecida, com a ocorrência da maior produção de liteira nos meses com menor precipitação. A produção total mensal de liteira variou durante o período experimental, de 294,78 kg.ha-1 a 1758,69 kg.ha-1, com um valor médio de 777,70 kg.ha-1. A produção total de liteira foi distribuída em folhas (61,40 %), gravetos (18,45 %) e partes reprodutivas (20,14 %). Os resultados obtidos na parcela sob condições naturais apresentaram uma maior produção de liteira, aproximadamente 25 %, comparada com a produção de liteira na parcela submetida à exclusão da água de chuva. As variáveis mais fortemente correlacionadas com a produção de liteira e suas componentes foram a velocidade do vento, a densidade de fluxo de radiação solar global, a densidade de fluxo de radiação fotossintéticamente

Extração de oleoresina de Cúrcuma (Curcuma longa l) com CO2 supercrítico

Dentre as fontes de corantes naturais mais utilizadas na indústria de alimentos, encontra-se a cúrcuma (Curcuma longa L.) uma rizomaina do qual podem ser obtidas substâncias como a curcumina, demetoxicurcumina e bis-demetoxicurcumina. Estes pigmentos possuem coloração amarela e capacidade de substituir corantes artificiais. Com a finalidade de verificar a influência do pré-tratamento de secagem na extração, foram realizados experimentos de extração de oleoresina de cúrcuma com CO2 supercrítico, na unidade de extração do Laboratório de Engenharia Química da Universidade Federal do Pará, submetendo-se a matéria-prima a uma secagem nas temperaturas de 70 e 105oC. As extrações foram feitas a pressões de 200, 250 e 300 bar, e na temperatura de 45oC. Os resultados estão apresentados em tabelas e gráficos, em termos de rendimentos totais e teor de curcumina presente na oleoresina. A secagem a 70oC favoreceu a extração de oleoresina em termos de tempo de extração, e contribuiu para a manutenção de curcumina na matéria-prima.

Absorção de gases da queima de combustíveis fósseis em torre de recheio estruturado utilizando lama vermelha

A produção de alumina pelo processo Bayer produz de 1 a 3 toneladas de resíduo por tonelada de alumínio. Esse resíduo é denominado lama vermelha, composto de minerais não solúveis em hidróxido de sódio concentrado, como hematita e outros óxidos férreos, quartzo e óxidos de titânio. A lama vermelha possui em sua composição variados teores de NaOH, dependendo especificamente da planta industrial utilizada. A proposta desse trabalho é avaliar o processo de absorção de gases provenientes de uma caldeira em contracorrente com uma suspensão de lama vermelha a 27%, em torre spray e em torre de recheio estruturado. Foram realizados experimentos variando-se o tipo de torre de absorção, temperatura da fase líquida e teor de sólidos na fase líquida para avaliar a redução do teor dos gases de combustão na saída da torre de absorção e a variação do pH de acordo com o tempo de operação, para que fosse possível identificar o tempo necessário para que ocorra a neutralização da lama vermelha, bem como a redução no teor de dióxido de carbono, para isso foram realizadas medições dos teores de gases na entrada e na saída da torre de recheio estruturado, bem como medições de temperatura e pH. A absorção de CO₂ presente no gás de combustão pela suspensão de lama vermelha se dá pelo processo da carbonatação, no qual o gás reage com o NaOH presente na lama vermelha, sendo a água o catalisador. Os resultados obtidos após os experimentos foram satisfatórios, e concluiu-se que o processo realizado nas torres de absorção é eficiente para a diminuição do pH da lama vermelha e a redução do teor de CO₂ liberado para a atmosfera, promovendo um ganho duplo para o meio ambiente.

Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica

A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R² próximos da unidade.

Avaliação da influência da natureza da matriz sólida sobre a extração supercrítica de óleos vegetais

A extração de substâncias de substratos sólidos tanto a baixas como a altas pressões envolve pelo menos duas fases, uma sólida e outra fluida. O conteúdo de soluto em cada fase é expresso em termos do volume da fase e/ou do volume do solvente. Então para modelar a transferência de massa interfacial, é necessário um coeficiente de partição. Em geral a forma mais simples para tratar o problema é modelar as fases separadamente. O mecanismo de transferência de massa predominante pode variar de sistema para sistema. Para alguns substratos a maior resistência pode estar na fase sólida e para outros ela está na fase fluida. Como na interface as concentrações referentes a cada fase são representadas por grandezas diferentes, as fases têm de ser modeladas separadamente. No entanto, dependendo do sistema, pode haver um mecanismo de transferência predominando sobre o outro e, muitos efeitos podem ser desprezados para a simplificação do modelo. A utilização de modelos matemáticos mais simples requer uma combinação das variáveis na definição de parâmetros mais abrangentes que possam representar o fenômeno. Neste trabalho as curvas de extração foram ajustadas a um modelo que descreve a transferência de massa interfacial como uma cinética de primeira ordem, tendo a constante da velocidade de extração único parâmetro de ajuste. Propõe-se que este parâmetro de ajuste depende da solubilidade do soluto no solvente supercrítico e das características do substrato solido. Para isto foram feitos experimentos de extração com babaçu, açaí em pó e polpa de pupunha, usando dióxido de carbono supercrítico nas condições de 20, 25 e 30 MPa a uma temperatura de 50 ºC. Os resultados mostraram que os dados experimentais se ajustam bem a um modelo com uma constante característica de cada material, com valores 4,1983 x 10-5 m/kg∙s para o babaçu, 4,2258 x 10-5 m/kg∙s para a pupunha e 3,9115 x 10-5 m/kg∙s para o açaí em pó.

Estudo da viabilidade operacional do processo de soldagem MAG com alimentação adicional de arame frio

Este trabalho apresenta um estudo experimental da viabilidade operacional, econômica, geométrica e da qualidade da solda com o uso do processo intitulado MAG-CW (Metal Active Gas–Cold Wire); entendido como: processo de soldagem MAG com adição de arame frio ou não energizado. Neste contexto, para o desenvolvimento deste trabalho utilizou-se os processos de soldagem MAG e o MAG-CW, sendo utilizados arames consumíveis sólidos de 1,2 mm de diâmetro, da classe AWS E-70S6 e o dióxido de carbono puro, CO², como gás de proteção com vazão de 17 l/min, para os dois processos empregados. A soldagem automatizada foi realizada com o auxílio de uma fonte eletrônica ajustada em CC⁺, no modo tensão constante e interfaceada a um microcomputador. Para ambos os processos, os cordões de solda foram depositados sobre corpos de prova de aço carbono SAE 1020 medindo 76x155x12,7 mm, com passes em simples deposição, na posição plana puxando e empurrando o arco voltaico. Para o processo MAG-CW adicionouse o arame frio, na região do arco elétrico, por um sistema de alimentação auxiliar de arame de forma seqüencial Tandem e Twin, também, na posição plana. As variáveis de influência foram a Velocidade de Alimentação do Arame-Eletrodo, VAE, que variou em três níveis: 6, 7,5 e 9 m/min, respectivamente, a Velocidade de Alimentação de Arame Frio, VAF, que também variou em três níveis, sendo: 3, 4 e 5 m/min combinadas com VAE. As variáveis de resposta para a avaliação experimental foram a estabilidade do arco elétrico, as características econômicas, as características geométricas e a qualidade superficial do cordão de solda. Os resultados mostraram satisfatória estabilidade do arco, bem como, elevada produção em relação ao processo MAG e bom aspecto superficial das soldas. Neste sentido, o processo MAG-CW, quando comparado ao processo MAG, foi superior na taxa de fusão (TF) em 57% para a VAE igual a 6 m/min, 59 % para VAE igual a 7,5 m/min e de 53 % para a VAE igual a 9 m/min. Observou-se, ainda, que o mesmo ocorreu para a taxa de deposição (TD) aumentando em todos os níveis de velocidade: 62% para a VAE na condição igual a 6 m/min e 7,5 m/min e de 57 % para a VAE na condição igual a 9 m/min. A boa performance no aumento das taxas obtidas pelo processo MAG-CW demonstra vantagem, com maior evidência no desempenho destas características, em função da adição de arame frio ao arco.

Separation of satured and unsaturated fatty acids from palm fatty acids distillates in continuous multistage countercurrent columns with supercritical carbon dioxide as solvent: a process design methodology

In this work the separation of multicomponent mixtures in counter-current columns with supercritical carbon dioxide has been investigated using a process design methodology. First the separation task must be defined, then phase equilibria experiments are carried out, and the data obtained are correlated with thermodynamic models or empirical functions. Mutual solubilities, Ki-values, and separation factors aij are determined. Based on this data possible operating conditions for further extraction experiments can be determined. Separation analysis using graphical methods are performed to optimize the process parameters. Hydrodynamic experiments are carried out to determine the flow capacity diagram. Extraction experiments in laboratory scale are planned and carried out in order to determine HETP values, to validate the simulation results, and to provide new materials for additional phase equilibria experiments, needed to determine the dependence of separation factors on concetration. Numerical simulation of the separation process and auxiliary systems is carried out to optimize the number of stages, solvent-to-feed ratio, product purity, yield, and energy consumption. Scale-up and cost analysis close the process design. The separation of palmitic acid and (oleic+linoleic) acids from PFAD-Palm Fatty Acids Distillates was used as a case study.

High pressure vapor-liquid equilibria of palm fatty acids distillates-carbon dioxide system

Equilíbrio líquido-vapor do sistema destilado ácido do óleo de palma-dióxido de carbono a alta pressão. Foi investigado experimentalmente o equilíbrio líquido-vapor para o sistema Destilado Ácido de Óleo de Palma (PFAD)/Dióxido de Carbono, nas temperaturas de 333, 353 e 373 K e pressões de 20, 23, 26 e 29 MPa, usando-se o método estático. Os dados experimentais do sistema pseudo-binário PFAD/CO₂ foram correlacionados com a equação de estado de Redlich-Kwong do pacote computacional ASPEN. O modelo reproduz bem os resultados experimentais. A seletividade obtida indica que o CO₂ supercrítico é um solvente razoável para a separação em coluna multi-estágio e contínua, do ácido graxo saturado (ácido palmítico) daqueles insaturados (ácido oleico e ácido linoleico) contidos no PFAD.