Mass Transfer Modelling in Counter-Current Crossed Flows in an Industrial Extractor

Thomas, Gérard; Veloso, G.O.; Krioukov, V. G.

doi:10.1205/fbp06015

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“…Através do modelo matemático desenvolvido por Thomas, et al [3], [4] e [5], que é composto por quatro equações, em derivadas ordinárias e parciais unidimensionais evolutivas, representando as variações da vazão da fase "bulk", a alteração das concentrações de óleo das fases poro e "bulk" durante a extração e a evolução da concentração média da micela no reservatório. A partir destas, foram realizadas simulações numéricas envolvendo o regime transiente e estacionário que revelam propriedades do campo de extração, podemos observar o comportamento numérico da extração de óleo de girassol, em um extrator de leito fixo.…”

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Comportamento numérico da extração de óleo de girassol, simulada em extrator de leito fixo, usando propriedades características determinadas de forma experimental

Thomas¹,

Schulz²

2015

Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics

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RESUMOA grande demanda de extração de óleos vegetais de sementes oleaginosas como girassol, soja e canola, para atender a alimentação humana e a produção de biodiesel, está em constante crescimento no Brasil e no mundo. Este processo requer o uso de métodos industriais de extração por solvente, para obtenção do óleo, esse processo deve de ter uma velocidade aceitável e eficiência econômica. Quase que na totalidade das indústrias do Brasil e do mundo, utiliza o solvente hexano neste processo.Os extratores por solvente constituem-se de equipamentos onde a matéria-prima continuamente entra e recebe banhos de solvente, ocasionando a migração do óleo da semente para o solvente, que sai do extrator enriquecido pelo óleo. A essa mistura formada do solvente com o óleo extraído, dá-se o nome de micela, que posteriormente é processada para que o óleo seja separado.Cada espécie de semente oleaginosa e seu cultivo têm suas particularidades e precisa de prévia preparação para ingressar no extrator, visando uma extração eficiente. Influenciam, também, no processo, a velocidade de operação do equipamento e o volume de entrada de solvente e matéria-prima no extrator.A verificação da eficiência do processo de extração da indústria é realizada inúmeras vezes ao dia através da análise da concentração de óleo existente na micela que sai do extrator. Se o percentual de óleo na micela está abaixo do normal significa que está sendo perdido óleo retido no resíduo de matéria-prima, causando prejuízos à indústria. Tanto maior será a perda financeira quanto for a demora na constatação da ineficiência citada.A extração de óleos vegetais, por solvente em instalações industriais de grande escala, processam até 15.000 toneladas de matéria-prima por dia de operação. O Brasil tem uma área industrial muito grande voltada à extração de óleos vegetais, como óleo de soja, canola, milho, arroz e girassol. Estas indústrias de óleo usam instalações contínuas de grande porte, com predominância de extratores de extração por solvente do tipo "Rotocell", "De Smet" e "Crow-Model". Percebe-se então à necessidade de modelos matemáticos que descrevem este processo com eficácia, de forma a poder otimizar os equipamentos e o processo de extração. Para a modelagem dos processos de extração nesses equipamentos, faz-se necessário o entendimento de extratores de complexidade menor como o extrator de "Leito-Fixo" equipamento laboratorial, pois em geral os extratores assemelham-se ao leitofixo, atuando em um sistema contra-corrente cruzado. Majumdar, et al [1] e Moreira [2] desenvolveram modelos matemáticos para um extrator leito-fixo, que levam em conta características da matéria-prima, tais como: porosidades das fases bulk e poro, constante de equilíbrio, área de contato, diâmetro da partícula.Considerando que a bibliografia apresenta dados incompletos e divergentes relativos às matérias-primas, porém estes dados são necessários à modelagem dos equipamentos. Portanto, neste trabalho desenvolveu-se um equipamento laboratorial do tipo leito fixo, através de apoio do ...

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