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Publicação
Estudo de adsorção em leito fixo para o sistema heptano/tolueno/sílica gel usando líquidos iónicos como fase móvel
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Resumo(s)
O Leito-Móvel simulado (LMS) é uma técnica de separação contínua por adsorção em multi-coluna com várias aplicações. Incorporando o princípio de operação em contracorrente, o LMS é orientado para separações difíceis, uma vez que melhora significativamente a eficiência da separação. O LMS adquiriu recentemente uma grande importância, devido aos benefícios económicos que apresenta nas áreas farmacêutica, química fina, biotecnologia, produção de açúcares e petroquímica.
Geralmente, o LMS é aplicado em separações de fase líquida e requer um desorvente/solvente para efectuar a dessorção/regeneração do adsorvente, as quais podem envolver eluição ou dessorção por substituição. As correntes de produto (extracto e refinado) são subsequentemente direccionadas para fraccionadores, para separação e reutilização do solvente no processo. Normalmente, tal é conseguido por destilação, onde o solvente tem um ponto de ebulição distinto relativamente à mistura alimentada. Esta é a principal desvantagem do LMS à escala industrial.
O objectivo final desde projecto é o estudo da substituição do solvente tradicional por um líquido iónico, de modo a tratar misturas economicamente atraentes, condensáveis ou vaporizáveis, mas difíceis de separar pelos meios usuais. As misturas-alvo são assim compostas por espécies com pontos de ebulição semelhantes ou que formam azeótropos. Um exemplo típico é a separação de heptano e tolueno.
Realizaram-se experiências de adsorção em leito fixo de misturas de heptano/tolueno diluídas em líquido iónico diciamida tetradecil(trihexil) fosfónio (CYPHOS 105) para caracterizar o equilíbrio de adsorção dos dois componentes na presença do líquido. O adsorvente seleccionado foi sílica gel com tamanho de partículas de 30 μm e um diâmetro médio de poros de 60 Å. Monitorizaram-se as curvas de ruptura usando dois sensores ópticos, um espectrómetro de UV e um detector de índice de refracção, para determinação das concentrações individuais dos dois solutos à saída da coluna.
A cinética de adsorção é limitada pela transferência de massa na superfície externa da partícula devido à elevada viscosidade do líquido iónico utilizado. Como o adsorvente seleccionado não tem uma selectividade elevada para a separação do sistema heptano/tolueno, o sistema de adsorção tem que ser operado com velocidades lineares baixas para facilitar a cinética de adsorção.
Descrição
Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica