9º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Goiânia/GO, de 19 a 21 de Setembro de 2016.
ISBN: 978-85-85905-20-0

TÍTULO: PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DO ÓLEO DE ARGAN (ELAEIS GUINEENSIS), ÓLEO DE NOZ (JUGLANS REGIA) E ÓLEO DE NEEM (AZADIRACHTA INDICA) COMO UMA FUNÇÃO DA TEMPERATURA.

AUTORES: Matos, M.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA) ; Andrade, R.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA) ; Iglesias, M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA)

RESUMO: Este trabalho expõe os resultados obtidos através de um estudo experimental do efeito da temperatura sobre a densidade e velocidade do som para o óleo de Argan, óleo de Noz, e óleo de Neem, devido à sua crescente importância econômica. O modelo de Halvorsen foi selecionados para a previsão da densidade, atendendo à facilidade de uso, precisão e alcance de aplicação, sendo observado uma boa resposta nas condições estudadas, apesar de simplificações geométricas e o uso de magnitudes críticos estimados pela abordagem da contribuição de grupo molecular, tendo em conta a não-idealidade destes compostos.

PALAVRAS CHAVES: óleos; Densidade; Velocidade do som

INTRODUÇÃO: Óleos vegetais extraídos de nozes, sementes ou frutos são importantes na tecnologia alimentar e muitos outros setores industriais. Durante o processo de extração, purificação e da utilização final, os óleos passam por diferentes modificações físicas e químicas, em seguida, o conhecimento exato de propriedades termofísicas de fluidos é fundamental em termos de análise no controle de qualidade ou otimização e criação de equipamentos e processos de extração de óleos. Neste trabalho, recolheu-se propriedades diferentes em função da temperatura de três óleos extraídos de argan, neem e noz comum. Nos últimos anos um esforço considerável tem-se desenvolvido em propriedades físico-químicas dos produtos químicos orgânicos, mas, apesar da sua importância, não há projetos análogos sistemáticos desenvolvidos para alimentar a tecnologia a fim de estudar tais propriedades em óleos e gorduras. Uma enorme quantidade de produtos químicos pode ser encontrado em óleos vegetais (acidos graxos livres e muitas outras substâncias complexas). A molécula de triacilglicerol é muitas vezes considerada a estrutura química principal para desenvolver estudos de estimativa sobre propriedades termofísicas. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho é investigar as propriedades físicas relacionadas aos óleos descritos anteriormente, apresentando a dependência da temperatura (288,15-333,15K) da densidade e velocidade do som desses óleos devido à sua crescente importância econômica. A partir dos dados experimentais, polinômios dependentes de temperatura foram ajustados com os parâmetros correspondentes. A equação Rackett descrito por Halvorsen foi testada para a estimativa da densidade. Este método requer as propriedades críticas dos ácidos graxos e considera a sua composição como entrada.

MATERIAL E MÉTODOS: Os óleos, fornecidos pelos prestadores locais habituais, foram armazenados em forma protegida da luz do sol e umidade, com temperatura constante em nosso laboratório. Densidades e velocidades do som foram medidos com Anton Paar DSA-48 densímetro tubo vibracional e analisador de som, com uma resolução de [10][/-5] [gcm][/-3] e [1s][/-1] respectivamente. A calibração do aparelho foi realizada periodicamente de acordo com as instruções do fornecedor usando água de qualidade e ar ambiente em cada temperatura. Precisão na temperatura de medição foi melhor do que [±10][/-2]K. A densidade pode ser calculada a partir do período de oscilação, considerando- a como uma função de constantes de dispositivo, o volume da amostra e a temperatura. A massa molar média foi calculada como se segue: Moil=3. (Σxi.Mi)+ 2 M[CH][/2] + MCH. Sendo a fração molar Xi e Mi a massa molar de cada ácido graxo sem um próton, N o número de ácido graxo, determinada por análise e M[CH][/2] e MCH são as contribuições de massa molar de resíduo da molécula de glicerídeo. Os dados de massa experimentais e de literatura molares de óleos estão reunidos na Tabela 1. A densidade e velocidade do som foram correlacionados como uma função da temperatura utilizando a Eq.1 em que P é a densidade ([gm][/-3]) ou a velocidade do som ([ms][/-1]), T é a temperatura absoluta em graus Kelvin e Ai são parâmetros de ajuste. N significa a extensão da serie matemática. Os parâmetros de ajuste foram obtidos pelo método dos mínimos quadrados não ponderada com aplicação de um algoritmo de Marquardt. A raiz dos desvios quadrados médios foram calculados usando a Eq. 2, em que Z é o valor da propriedade, e nDAT é o número de dados experimentais.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O ajuste dos parâmetros e desvios estão reunidos na Tabela 2. Nas Figuras 1- 2, a tendência da temperatura com a densidade e velocidade do som são recolhidas. Estas figuras mostram uma diminuição da densidade e da velocidade do som, quando a temperatura aumenta. A presença de ligações duplas, que por sua vez existem resíduos de ácido graxos na forma configuracional cis, produz dobras na geometria das moléculas, resultando em contatos intermoleculares próximos, e ao aumento relativo de densidade, velocidade do som. Os pacotes de propriedades físicas usadas em simuladores químicos tipicamente dependem de equações generalizadas para predizer propriedades como uma função da temperatura, pressão, etc. Apesar do sucesso do desenvolvimento de vários processos de estimativa da densidade de compostos puros ou misturas, apenas alguns deles podem ser de bem-sucedidos em óleos. Se estas grandezas não são conhecidas, eles devem ser estimados. Trabalhos anteriores mostram que o método de contribuição de grupo molecular de Constantinou e Gani fornece previsões precisas para moléculas orgânicas como os ácidos graxos (Tabela 3). O método de Halvorsen é descrito na Eq. 3. Nesta equação, ρ é onde é a densidade do óleo , xi representa a fracção de moles de ácido graxo, Mi é a massa molar de cada ácido graxo, R é a constante universal dos gases, Pci é a pressão crítica, Tr é a temperatura reduzida e β é o fator de compressibilidade, Zc, ou um parâmetro dependente do fator acêntrico. A regra de mistura para calcular a temperatura pseudocritical do óleo é descrito na Eq. 4. Fc é um factor de correcção proposto por Halvorsen que depende da estrutura óleo. A equação do fator de correção estudado é dado pela Eq. 5. Os desvios para o método de Halvorsen estão reunidos na tabela 4.

Gráficos, equações e tabela 4

Nesta figura encontram-se os gráficos, as equações e a tabela 4 referenciada no texto.

Tabelas do presente trabalho

Nesta figura encontram-se as tabelas referenciadas no texto.

CONCLUSÕES: Neste trabalho, as densidades e velocidades do som dos óleos de Argan, óleo de Noz, e óleo de Neem, foram estudados na faixa de temperatura 288,15-333,15 K e pressão atmosférica. Os dados confirmam um aumento relativo nestas propriedades, devido aos resíduos de ácido graxos. Uma ligeira diferença foi observada para o método de Halvorsen (desvio de 5,57%, 3,77% e 4,09% para os óleos de neem, noz e argan respectivamente). Desvios gerados por estas magnitudes devem ser considerados como um resultado satisfatório para usos industriais, apoiando a sua validade como ferramentas de previsão.

AGRADECIMENTOS: A Pró-reitoria de Ações Afirmativas e Assistência Estudantil (PROAE) pela bolsa de iniciação científica através do programar PERMANECER.

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