Modelagem física e matemática dos processos de extração de óleo de soja em fluxos contracorrente cruzados

Este trabalho visa desenvolver um modelo físico e matemático geral para os processos de extração sólido-líquido em fluxos contracorrente cruzados (CCC) que são utilizados na indústria de alimentos. Levam-se em consideração os processos principais (o transporte de massa entre as fases, difusão e convecção) envolvidos por todo o campo de extração, com uma abordagem bidimensional evolutiva, incluindo as zonas de carregamento, drenagem e as bandejas acumuladoras. O modelo matemático é formado por equações diferenciais parciais que determinam a alteração das concentrações nas fases poro e “bulk” em todo o campo de extração e equações diferenciais ordinárias (que refletem as evoluções das concentrações médias nas bandejas). As condições de contorno estabelecem as ligações entre os fluxos CCC da micela e matéria-prima e consideram, também, a influência das zonas de drenagem e carregamento. O algoritmo de resolução utiliza o método de linhas que transforma as equações diferenciais parciais em equações diferenciais ordinárias, que são resolvidas pelo método de Runge-Kutta. Na etapa de validação do modelo foram estabelecidos os parâmetros da malha e o passo de integração, a verificação do código com a lei de conservação da espécie e um único estado estacionário. Também foram realizadas a comparação com os dados experimentais coletados no extrator real e com o método de estágios ideais, a análise da influência de propriedades da matéria-prima nas características principais do modelo, e estabelecidos os dados iniciais do regime básico (regime de operação) Foram realizadas pesquisas numéricas para determinar: os regimes estacionário e transiente, a variação da constante de equilíbrio entre as fases, a variação do número de seções, a alteração da vazão de matéria-prima nas características de um extrator industrial e, também foram realizadas as simulações comparativas para diferentes tipos de matéria-prima (flocos laminados e flocos expandidos) usados amplamente na indústria. Além dessas pesquisas, o modelo também permite simular diferentes tipos de solventes. O estudo da capacidade de produção do extrator revelou que é necessário ter cuidado com o aumento da vazão da matéria-prima, pois um pequeno aumento desta pode causar grandes perdas de óleo tornando alto o custo da produção. Mesmo que ainda seja necessário abastecer o modelo com mais dados experimentais, principalmente da matéria-prima, os resultados obtidos estão em concordância com os fenômenos físico-químicos envolvidos no processo, com a lei de conservação de espécies químicas e com os resultados experimentais.

Análise teórico-experimental da extração de óleo de soja em instalação industrial do tipo Rotocell

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um estudo da extração de óleo vegetal em instalações industriais do tipo Rotocell. O extrator tem forma cilíndrica e possui um eixo principal no qual estão fixos vagões que transportam os sólidos através do extrator, e, abaixo desses existem reservatórios responsáveis pelo recebimento da micela. Acima dos vagões há seções de distribuição de micela que é despejada sobre os sólidos dos vagões, que extrai o óleo. Possui também seções de carregamento e drenagem. Um modelo físico-matemático e um programa para simular a operação do extrator foram desenvolvidos considerando os seguintes fenômenos: difusão de óleo pela micela; transferência de óleo entre as fases bulk e poro; variação da massa específica e viscosidade da micela; os processos nas seções de drenagem e de carregamento. Na forma final, o modelo acoplado apresenta-se em termos de redes neurais artificiais, que possibilita operar com tempos discretos e contínuos, permitindo a simulação numérica deste extrator industrial, o treinamento favorável da rede, sua identificação, e o acompanhamento em tempo real. Foram determinadas características da matéria-prima através de um trabalho experimental em laboratório. Através dos resultados obteve-se a validação do modelo por meios teóricos e experimentais Os resultados teóricos foram comparados com os dados experimentais e com cálculos feitos através do método de estágios ideais. As simulações numéricas revelam propriedades do campo de extração para o regime transiente com distribuição uniforme e regime transiente industrial, onde verifica-se que o modelo descreve corretamente o comportamento real do campo de percolação do extrator. Também foram realizadas simulações numéricas com o objetivo de avaliar as principais características do extrator em função da sua geometria e características da matéria-prima, variando a altura e o número de vagões do extrator verificou-se que é possível simular o comportamento do extrator para diferentes formas e tipo de qualidades da matéria-prima. Foram feitas simulações utilizando um solvente alternativo(álcool) e mudando parâmetros do extrator, onde observou-se que o solvente exige alterações na dimensão do extrator.

Extração do óleo e caracterização dos resíduos da borra de petróleo para fins de reuso

The petroleum industry, in consequence of an intense activity of exploration and production, is responsible by great part of the generation of residues, which are considered toxic and pollutants to the environment. Among these, the oil sludge is found produced during the production, transportation and refine phases. This work had the purpose to develop a process to recovery the oil present in oil sludge, in order to use the recovered oil as fuel or return it to the refining plant. From the preliminary tests, were identified the most important independent variables, like: temperature, contact time, solvents and acid volumes. Initially, a series of parameters to characterize the oil sludge was determined to characterize its. A special extractor was projected to work with oily waste. Two experimental designs were applied: fractional factorial and Doehlert. The tests were carried out in batch process to the conditions of the experimental designs applied. The efficiency obtained in the oil extraction process was 70%, in average. Oil sludge is composed of 36,2% of oil, 16,8% of ash, 40% of water and 7% of volatile constituents. However, the statistical analysis showed that the quadratic model was not well fitted to the process with a relative low determination coefficient (60,6%). This occurred due to the complexity of the oil sludge. To obtain a model able to represent the experiments, the mathematical model was used, the so called artificial neural networks (RNA), which was generated, initially, with 2, 4, 5, 6, 7 and 8 neurons in the hidden layer, 64 experimental results and 10000 presentations (interactions). Lesser dispersions were verified between the experimental and calculated values using 4 neurons, regarding the proportion of experimental points and estimated parameters. The analysis of the average deviations of the test divided by the respective training showed up that 2150 presentations resulted in the best value parameters. For the new model, the determination coefficient was 87,5%, which is quite satisfactory for the studied system

Extração do óleo essencial de Cymbopogom winterianus J. com CO2 pressurizado

The extraction with pressurized fluids has become an attractive process for the extraction of essential oils, mainly due the specific characteristics of the fluids near the critical region. This work presents results of the extraction process of the essential oil of Cymbopogon winterianus J. with CO2 under high pressures. The effect of the following variables was evaluated: solvent flow rate (from 0.37 to 1.5 g CO2/min), pressure (66.7 and 75 bar) and temperature (8, 10, 15, 20 and 25 ºC) on the extraction kinetics and the total yield of the process, as well as in the solubility and composition of the C. winterianus essential oil. The experimental apparatus consisted of an extractor of fixed bed and the dynamic method was adopted for the calculation of the oil solubility. Extractions were also accomplished by conventional techniques (steam and organic solvent extraction). The determination and identification of extract composition were done by gas chromatography coupled with a mass spectrometer (GC-MS). The extract composition varied in function of the studied operational conditions and also related to the used extraction method. The main components obtained in the CO2 extraction were elemol, geraniol, citronellol and citronellal. For the steam extraction were the citronellal, citronellol and geraniol and for the organic solvent extraction were the azulene and the hexadecane. The most yield values (2.76%) and oil solubility (2.49x10-2 g oil/ g CO2) were obtained through the CO2 extraction in the operational conditions of T = 10°C, P = 66.7 bar and solvent flow rate 0.85 g CO2/min

Uso de técnicas de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto no levantamento e integração de dados necessários a gestão ambiental dos campos de extração de óleo e gás do Canto do Amaro e Alto da Pedra no município de Mossoró - RN

The objective of this work is to identify, to chart and to explain the evolution of the soil occupation and the envirionment vulnerability of the areas of Canto do Amaro and Alto da Pedra, in the city of Mossoró-RN, having as base analyzes it multiweather of images of orbital remote sensors, the accomplishment of extensive integrated works of field to a Geographic Information System (GIS). With the use of inserted techniques of it analyzes space inserted in a (GIS), and related with the interpretation and analyzes of products that comes from the Remote Sensoriamento (RS.), make possible resulted significant to reach the objectives of this works. Having as support for the management of the information, the data set gotten of the most varied sources and stored in digital environment, it comes to constitute the geographic data base of this research. The previous knowledge of the spectral behavior of the natural or artificial targets, and the use of algorithms of Processing of Digital images (DIP), it facilitates the interpretation task sufficiently and searchs of new information on the spectral level. Use as background these data, was generated a varied thematic cartography was: Maps of Geology, Geomorfológicals Units soils, Vegetation and Use and Occupation of the soil. The crossing in environment SIG, of the above-mentioned maps, generated the maps of Natural and Vulnerability envirionmental of the petroliferous fields of I Canto do Amaro and Alto da Pedra-RN, working in an ambient centered in the management of waters and solid residuos, as well as the analysis of the spatial data, making possible then a more complex analysis of the studied area

Potencialidade energética em diferentes extratores e tempos de extração do óleo de pinhão-manso (jatropha curcas l.) em soxletter

The current rhythm of petroliferous exploration is esteem that the existing reserves will be depleted in next the 45 years. Thus being, it has that to study intensely, what it has come to be fact, the alternative power plants, as well as the technologies economically capable to ultilizar them. The potential demand of biodiesel for 2020 is taken in consideration that, in accordance with the International Agency of Energia (AIE), in only eight countries, will jump of 34,7 million tons in 2010 for 133,8 million in 2020, with an increment next to 300%. The tame nut is a producing oil plant with all the qualities necessary to be transformed into oil diesel. Beyond perennial and of easy culture, it presents good conservation of the harvested seed, being able to become great producer of substance cousin as optional fuel source. For these authors, this is a culture that can be developed in the small properties, with the available familiar man power, being plus a source of income for the country properties of the Northeast Region. The objective of this work is to evidence the capacity of oil production of the nut-bellwether, and the quality of extration with hexano and methanol in 6 distinct times.

Análise das perdas na produção contínua de extração de óleo de soja: estudo de caso no método de extração por solvente

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Otimização de método de extração de óleo presente em polpa de abacate

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Otimização do processo de extração do óleo essencial de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor

Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de rizomas de priprioca (Cyperus articulatus L.) por arraste com vapor d’água saturado, em um protótipo em escala de bancada. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, estimam-se as condições ótimas o processo de modo a maximizar as variáveis de resposta rendimento em óleo e teor de mustacona, componente majoritário do óleo essencial de priprioca, em função de variáveis operacionais de entrada do processo. As variáveis independentes e respectivos níveis são: carga de rizomas de priprioca, em gramas (64, 200, 400, 600, 736); granulometria dos rizomas, em milímetros (0,61; 1,015; 1,6; 2,19; 2,58) e tempo de extração, em minutos (40, 60, 90, 120, 140). Utilizando um planejamento composto central, com auxílio do aplicativo Statistica® 7.0, são propostos modelos matemáticos para as respostas em função das variáveis independentes isoladas e de suas combinações. Constata-se que o rendimento em óleo essencial e os teores de mustacona podem ser estimados adequadamente por modelos polinomiais de segunda ordem. São obtidos simultaneamente maiores rendimentos em óleo e teores de mustacona, quando a carga de rizomas varia de 105 a 400 gramas para tempos de extração compreendidos entre 105 e 140 minutos.

Derivados da extração do óleo de girassol para vacas leiteiras

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Minimização de resíduos do processamento do café solúvel através do reaproveitamento da borra para extração de óleo utilizando solvente renovável

O principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG.

Extração e caracterização de óleo de sementes de frutos

Dissertação de mest., Tecnologia de Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Univ. do Algarve, 2012

Extração enzimática de óleo e produção in situ de biodiesel a partir da Moringa oleífera Lam

With the growth and development of modern society, arises the need to search for new raw materials and new technologies which present the "clean" characteristic, and do not harm the environment, but can join the energy needs of industry and transportation. The Moringa oleifera Lam, plant originating from India, and currently present in the Brazilian Northeast, presents itself as a multi-purpose plant, can be used as a coagulant in water treatment, as a natural remedy and as a feedstock for biodiesel production. In this work, Moringa has been used as a raw material for studies on the extraction and subsequently in the synthesis of biodiesel. Studies have been conducted on various techniques of Moringa oil extraction (solvents, mechanical pressing and enzymatic), being specially developed an experimental design for the aqueous extraction with the aid of the enzyme Neutrase© 0.8 L, with the aim of analyzing the influence variable pH (5.5-7.5), temperature (45-55°C), time (16-24 hours) and amount of catalyst (2-5%) on the extraction yield. In relation to study of the synthesis of biodiesel was initially carried out a conventional transesterification (50°C, KOH as a catalyst, methanol and 60 minutes reaction). Next, a study was conducted using the technique of in situ transesterification by using an experimental design variables as temperature (30-60°C), catalyst amount (2-5%), and molar ratio oil / ethanol (1:420-1:600). The extraction technique that achieved the highest extraction yield (35%) was the one that used hexane as a solvent. The extraction using 32% ethanol obtained by mechanical pressing and extraction reached 25% yield. For the enzymatic extraction, the experimental design indicated that the extraction yield was most affected by the effect of the combination of temperature and time. The maximum yield obtained in this extraction was 16%. After the step of obtaining the oil was accomplished the synthesis of biodiesel by the conventional method and the in situ technique. The method of conventional transesterification was obtained a content of 100% and esters by in situ technique was also obtained in 100% in the experimental point 7, with a molar ratio oil / alcohol 1:420, Temperature 60°C in 5% weight KOH with the reaction time of 1.5 h. By the experimental design, it was found that the variable that most influenced the ester content was late the percentage of catalyst. By physico-chemical analysis it was observed that the biodiesel produced by the in situ method fell within the rules of the ANP, therefore this technique feasible, because does not require the preliminary stage of oil extraction and achieves high levels of esters

Tecnologia para produção do óleo de soja: descrição das etapas, equipamentos, produtos e subprodutos.

Armazenamento; Preparação; Pré-limpeza; Descascamento; Condicionamento; trituração e laminação; Cozimento; Extração do óleo bruto; Prensagem mecânica; Extração com solvente orgânico; Extração semicontínua; Extração contínua; Destilação de miscela; dessolventização e tostagem do farelo; Recuperação do solvente; Processo de refinação do óleo bruto; Degomagem; Neutralização; Branqueamento; Desodorização; Aproveitamento da "borra"; Refinação física; Hidrogenação.