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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