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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.74.2014.tde-22092014-105052
Document
Author
Full name
Priscila Missano Florido
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2014
Supervisor
Committee
Gonçalves, Cíntia Bernardo (President)
Ceriani, Roberta
Velloso Júnior, Walter Ferreira
Title in Portuguese
Viscosidades de sistemas de interesse para a desterpenação de óleos essenciais: modelagem de dados para a obtenção de novos parâmetros do modelo UNIFAC-VISCO utilizando algoritmo genético
Keywords in Portuguese
Algoritmo genético
Extração líquido-líquido
Óleos essenciais
Predição
UNIFAC-VISCO
Viscosidade
Abstract in Portuguese
Óleos essenciais, basicamente formados por hidrocarbonetos terpênicos e compostos oxigenados, têm função aromatizante nas indústrias química, farmacêutica e de alimentos. Os compostos terpênicos são instáveis ao calor e sua remoção resulta em um produto mais estável e com maior valor comercial. No processo de desterpenação, a viscosidade é um parâmetro de grande interesse, pois afeta a perda de energia por atrito e os mecanismos de transferência de calor e massa. Devido o grande número de variáveis que podem afetar a viscosidade, como temperatura, pressão e concentração, métodos para estimar esta propriedade apresentam grande importância prática. O objetivo desta dissertação de mestrado foi ajustar o modelo UNIFAC-VISCO aos dados de viscosidade de sistemas similares aos resultantes do processo de desterpenação dos óleos essenciais de bergamota, hortelã e limão por extração líquido-líquido (ELL), a 25 ºC, utilizando etanol hidratado como solvente. O modelo foi programado utilizando a plataforma MATLAB® e a correlação foi realizada utilizando duas abordagens: na primeira, somente foram ajustados parâmetros referentes aos grupos funcionais ainda não descritos na literatura para o UNIFAC-VISCO, resultando em um desvio médio relativo (DMR) igual a 1,70 %; na segunda abordagem, todos os grupos funcionais foram ajustados aos dados experimentais, resultando em um desvio médio relativo (DMR) igual 0,68 %. Os parâmetros UNIFAC-VISCO foram ajustados utilizando um método heurístico o que possibilitou avaliar o desempenho de um método de inteligência computacional. A capacidade preditiva dos parâmetros obtidos foi testada nos sistemas semelhantes aos formados na desterpenação de óleo de eucalipto. Os valores de DMR para estes sistemas foram 3,56 e 1,83%, utilizando os parâmetros obtidos na primeira e na segunda abordagem, respectivamente. Estes resultados mostram que o modelo fornece uma boa estimativa desta propriedade e pode ser uma ferramenta útil para a indústria de alimentos e para o processo de extração, possibilitando a melhoria de processos e permitindo o projeto de equipamentos mais eficientes em escala industrial.
Title in English
Viscosities of systems of interest for essential oils deterpenation: modeling of data for obtaining new parameters for the UNIFAC-VISCO model using a genetic algorithm
Keywords in English
Essential oils
Genetic algorithm
Liquid-liquid extraction
Prediction
UNIFAC-VISCO
Viscosity
Abstract in English
Essential oils, that are primarily composed for terpenoids and oxygenates, have flavoring function in the chemical, pharmaceutical and food industries. Terpenes compounds are unstable to heat and its removal results in a better quality product besides its higher commercial value. In the deterpenation process, the viscosity has a great importance since it affects the loss of energy by friction and the mechanisms of heat and mass transfer. There are a large amount of variables that can affect this parameter such as temperature, pressure and concentration and the use of estimation methods for this property becomes a tool of great practical importance. The aim of this dissertation was to adjust the UNIFAC-VISCO model to the kinematic viscosities of similar systems to those formed after deterpenation process of bergamot, mint and lemon essential oils, by liquid-liquid extraction (LLE) at 25ºC, with aqueous ethanol as solvent. The model was programmed using MATLAB ® platform and the correlation was accomplished using two approaches: in the first one, only parameters related to functional groups with no previous literature references to the UNIFAC-VISCO were adjusted, providing an average relative deviation (ARD) equal to 1.70 %; in the second approach, all functional groups were fitted to the experimental data, which provided an average relative deviation (ARD) equal to 0.68 %. The UNIFAC-VISCO parameters were adjusted by a heuristic method allowing the evaluation of a computational intelligence method performance. The predictive ability of the parameters was evaluated in similar systems to those formed in the deterpenation of eucalyptus essential oil. The ARD values between the experimental and the calculated viscosities were 3.56 and 1.83%, for parameters from first and second approach, respectively. These results show that the model provides a good estimation of this physical property and it can be a good tool for food industry and for extraction process, allowing process improvement and enabling the project of more efficient equipment on industrial scale.
 
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ME5628211COR.pdf (3.25 Mbytes)
Publishing Date
2014-09-29
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • FLORIDO, PRISCILA M., et al. Viscosities and densities of systems involved in the deterpenation of essential oils by Liquid-Liquid Extraction: New UNIFAC-VISCO parameters [doi:10.1016/j.jct.2013.11.026]. Journal of Chemical Thermodynamics [online], 2013.
  • FLORIDO, PRISCILA M., RODRIGUES, C. E. C., and GONÇALVES, C. B. Prediction of physical properties of interest for eucalyptus essential oil industry. In Sexto Simposio Internacional de /innivación y Desarrollo de Alimentos (INNOVA 2013), Montevidéo, 2013. Resúmenes de Trabajos Científicos - INNOVA 2013., 2013. Abstract.
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