Tópicos em Fluidos Supercríticos

Tópicos em Fluidos Supercríticos

1. Extração com Fluidos Supercríticos

   • Solvente
   • Soluto
   • Solubilidade
   • Rendimento
   • Seletividade
   • Cossolvente
   • Difusividade
   • Expansão Volumétrica
   • • Vantagens da EFSC
       • Processamento de materiais a temperatura ambiente
       • Fácil recuperação do solvente ao final do processo (T, P)
       • Diminuição dos gastos com energia térmica
       • Rapidez e eficiência no processamento de materiais
     • Desvantagem da EFSC
       • Alto investimento em equipamentos
       • Necessidade de mão de obra especializada
       • Sistemas de segurança especializados
   • Palestra 1: FLUIDO SUPERCRÍTICO: O FATOR CRÍTICO DE SUCESSO NA EXPLORAÇÃO DO PRÉ-SAL
     • DESAFIO: Nível de entendimento nas interações intermoleculares em fluidos densos dificulta os cálculos na maioria dos casos
     • Comportamento de Fases de Sistemas Binários para Sistemas Composto – > envelope de fases
     • Problemas Operacionais na injeção de CO2 (entre outros)
       • Corrosão
       • Deposição de Asfalteno
     • DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE DADOS DE EQUILÍBRIO DE FASES A ALTA PRESSÃO
       • Método Visual
       • Método Acústico
     • Propriedades do FSC -> Gases, Líquidos e Fluidos Supercríticos ---> CO2
       • Solubilidade de solutos em líquidos
       • Poder difusão dos gases

2. Ciclo do Solvente

   • A extração supercrítica é um método de separação e purificação que em não há produção de resíduos de Solventes.
     • Quando se utiliza, como solvente, o dióxido de carbono em ciclo fechado, pode ser classificada como uma tecnologia mais limpa.
       • O processo de extração supercrítica ocorre em batelada.
         • Os principais equipamentos utilizados em um processo de extração supercrítica são: vaso de extração, compressor ou bomba, trocadores de calor, válvula de expansão e vaso separador.
   • Reciclo de solvente
     • Separar o extrato do solvente
     • Limpar o solvente
     • Se houver co-solvente, a proporção de FSC e co-solv na mistura deve ser ajustada
     • Operações de ajuste de pressão
   • Efeito Joule-Thomson
     • Congelamento de linhas
   • Comparação entre Compressor e Bomba
     • • Vantagens e Desvantagens da BOMBA
         • Menor custo fixo Bom controle da vazão de solvente
           • Bom controle da vazão de solvente
             • Menor consumo de energia para pressões acima de 30 Mpa
               • Necessidade de trocadores de calor e condensadores
                 • Maior consumo de energia térmica a pressões menores
     • • Vantagens e Desvantagens do COMPRESSOR
         • Necessidade de apenas 1 trocador de calor
           • Menor consumo de energia térmica
             • Maior dificuldade para controlar a vazão
               • Maior consumo de energia elétrica
                 • Maior custo fixo
                   • Maior consumo de energia para P> 30 MPa

3. Extração com Fluidos Supercríticos de Matrizes Sólidas e Operação da Extração com Fluidos Supercríticos

   • Caracterização de matrizes sólidas
     • Estrutura Interna
     • Estrutura Externa
   • Exemplos de Matrizes Sólidas
   • Palestra 2, 3 e 4: Extração, Biodiesel, Superpro...

4. Modalidades de Separação

   • Leito agitado
     • Apresenta uma estrutura que se movimenta ou adiciona elementos que se mova na presença do solvente como pequenas esferas de vidro ou pequenos cilindros essa adição de movimento aumenta a homogeneização da extração reduzindo a formação de caminhas prioritários na passagem do solvente.
   • Leito fixo
     • Caracterizado pela estrutura fixa com a possibilidade de adição de matéria prima que então tem passagem de solvente através determinados orifícios que promovem a extração de compostos da matéria prima fixadas no leito, ele pressupõe a presença de pré-tratamento na matéria prima a fim de reduzir as barreiras de extração.
   • Leito fluidizado
     • A fluidização ocorre de modo que a matéria prima fica submersa e suspendida ao mesmo tempo e sua capacidade de extração ocorrem em todas as direções com elevada vazão de solvente, o que além de melhorar a transferência de massa no sistema auxilia no controle da temperatura.

5. Importância dos Equipamentos na Extração com Fluidos Supercríticos

   • Próxima Aula

6. Nanotecnologia Supercrítica

7. T > Tc

8. P > Pc

9. Líquido Expandido

10. Near-Critical Fluids

11. Gas Denso

12. Gases supercríticos

13. Diagrama de Fases P-T, P-p, Px, Tx

14. Ponto Crítico

15. Ex: CO2, Amônia, CCl3F, Isopropanol, Ciclohexano, Benzeno e Tolueno

16. Aplicações dos FSC

    • Processos de Separação
      • Extração
      • Fracionamento
      • Purificação
    • Reações Químicas
      • Melhorar taxa e seletividade
      • Reaçoes enzimaticas
    • Micronização de Partículas
      • Nanotecnologia
    • Polímeros
      • Polimerização -> Modifica Estrutura molecular e PM
      • Impregnação, inchamento, filmes e laminas
    • 1001 Utilidades
      • Descafeinação, Extração de beta-caroteno, fracionamento de óleo...
      • Desodorização, Extração de Aromas...
      • Separação em meio biologico, redução de teor de colesterol em leite...
      • Extração de óleo do pre-sal, EOR terciaria, produção de biodisel...
      • SCWG, SCWO, Substituição em processos convencionais....
      • Encapsulamento de drogas, Impregnação de biopolimeros...

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