Laboratório de Termodinâmica Aplicada e Biocombustíveis
Prof. responsável: Marisa Fernandes Mendes / Hélio Fernandes Machado Júnior
1) Desasfaltação de petróleo e separação de ceras usando fluido supercrítico e Avaliação em condições supercríticas de materiais hidrocarbônicos
O solvente mais utilizado na desasfaltação é o propano que solubiliza as cadeias parafínicas e isoparafínicas contidas no resíduo de vácuo, ao mesmo tempo em que precipita os asfaltenos. O propano apresenta uma excelente solvência, aliada a uma boa seletividade. Neste trabalho, estudar-se-á a possibilidade de usar propano em estado supercrítico para uma maior recuperação de frações oleosas do resíduo de vácuo. Utilizando o propano supercrítico podem-se diminuir os gastos de energia e aumentar a produtividade. As outras duas linhas são reservadas ao estudo da caracterização de materiais hidrocarbônicos na presença do fluido supercrítico a fim de investigar qualquer variação em suas propriedades físico-químicas e termodinâmicas.
Linhas temáticas:
1. Medida de dados de equilíbrio líquido-vapor usando propano supercrítico
2. Medida experimental de dados de extração para conhecimento das melhores condições de temperatura e pressão para cada matéria-prima
3. Simulação do processo de desasfaltação em simulador comercial
Professor responsável: Marisa Fernandes Mendes
Cooperação: EQ/UFRJ
2) Extração de óleos (essenciais ou graxos) usando dióxido de carbono supercrítico
Essa linha investiga a possibilidade de se propor uma unidade industrial multipropósito, operando em modo contínuo, utilizando CO2 supercrítico como solvente. Para isso, investiga-se a modelagem matemática e termodinâmica do processo, a simulação do processo prevendo-se a relação solvente/carga, o projeto e design dos equipamentos e a avaliação econômica do mesmo. Os extratos são avaliados através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas.
Linhas temáticas:
1) Extração do óleo da noz macadâmia (Macadamia tetraphylla) com o objetivo de produzir uma semente light;
2) Extração do óleo da rosa mosqueta (Rosa aff. Rubiginosa);
3) Extração do óleo essencial da citronela (Cymbopogan citratus);
4) Extração de óleo essencial das folhas de pau-rosa e pau-jacaré usando CO2 Supercrítico;
5) Modelagem matemática do processo de extração com fluido supercrítico – vários modelos matemáticos são aplicados a fim de interpretar e correlacionar as curvas do processo de extração usando fluido supercrítico;
6) Modelagem do processo de transporte na extração do óleo essencial do urucum usando fluido supercrítico;
7) Modelagem termodinâmica de sistemas envolvendo diferentes solutos e dióxido de carbono como solvente supercrítico – o modelo termodinâmico mais usado pelo grupo de pesquisa é o que envolve a equação de estado de Peng-Robinson e a regra de mistura de van der Waals; faz-se a estimação de parâmetros de interação em diferentes condições de temperatura e pressão. Aplicação e desenvolvimento de modelos preditivos;
8) Modelagem termodinâmica de sistemas envolvendo ácidos graxos e dióxido de carbono supercrítico;
9) Simulação dos processos em batelada e contínuo usando a extração com fluido supercrítico – aplicação do método de Ratchford-Rice para a simulação dos processos de separação em modo batelada e uso de um simulador comercial para a simulação de processos contínuos, fazendo-se uso de reciclo de solvente;
10) Simulação da separação da mistura binária ácido oléico-ácido linoleico, usando CO2 supercrítico, sob diferentes condições de temperatura e pressão.
Professor responsável: Marisa Fernandes Mendes
3) Medida de dados de equilíbrio líquido-vapor a baixa pressão
Nessa linha, vários dados de ponto de bolha são medidos, a pressão atmosférica, em um ebuliômetro com o objetivo de conhecer o comportamento do equilíbrio líquido-vapor de diferentes sistemas. Além disso, essa linha contempla o estudo da modelagem termodinâmica dos dados experimentais visando investigar as melhores equações de estado e regras de mistura.
Linha temática:
1) Medida de dados de equilíbrio líquido-vapor dos sistemas água/álcool a pressão atmosférica;
Professor responsável: Marisa Fernandes Mendes
4) Processo de Separação usando Coluna de Destilação Recheada
Nessa linha estuda-se a separação de misturas binárias de interesse industrial em uma coluna de destilação recheada com anéis de Raschig visando o projeto e síntese de colunas industriais.
Linha temática:
3) Simulação da separação da mistura água/etanol em simuladores comerciais.
Professor responsável: Marisa Fernandes Mendes
Cooperação: EQ/UFRJ
Estudo das tecnologias convencional e não-catalítica para a produção do biodiesel, caracterização do combustível através de análises químicas, análise econômica do processo de produção contínuo usando como matérias-primas o destilado da desodorização de óleos vegetais (subproduto da indústria de óleos vegetais), soja, pinhão-manso, mamona, etc. e óleo residual gerado no restaurante universitário.
Linha temática:
1) Produção de biodiesel a partir do óleo do pinhão-manso usando a tecnologia convencional catalítica;
2) Produção de biodiesel a partir do óleo do pinhão-manso usando a tecnologia não catalítica e etanol;
3) Produção de biodiesel a partir do destilado da desodorização do óleo de soja usando dióxido de carbono supercrítico e etanol.
Cooperação: Agronomia (UFRRJ), Embrapa Solos, INT
Professor responsável: Marisa Fernandes Mendes e Hélio Fernandes Machado Júnior