00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação das condições operacionais e equilíbrio de fases no processo de produção e purificação do feromônio rincoforol
Autor(es): Melo, Larissa Lima de Arruda
Primeiro Orientador: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Albuquerque, Allan de Almeida
metadata.dc.contributor.referee1: Santana, Antônio Euzébio Goulart
metadata.dc.contributor.referee2: Goulart, Henrique Fonseca
metadata.dc.contributor.referee3: Carvalho, Sandra Helena Vieira de
Resumo: A espécie Rhynchophorus palmarum ataca diversas culturas, principalmente coqueiros, que apresentam grande importância socioeconômica para o desenvolvimento do país. Essa praga é o principal vetor da doença do anel vermelho, contaminando as plantas com o nematoide Bursaphellencus cocophilos, prejudicando todo seu o desenvolvimento, podendo levá-la à morte. Atualmente, o método mais efetivo no combate a praga é o uso do feromônio de agregação Rincoforol ((-)-(4S,2E)-6-metil-2-hepten-4-ol), aliado a armadilhas artesanais distribuídas em torno da área de plantio. O presente projeto tem como objetivo aperfeiçoar o processo de produção e purificação do feromônio rincoforol, avaliando as condições que favoreçam o processo reativo e a purificação do produto, de modo a minimizar o uso de água e reagentes, gerando assim, melhores condições operacionais e menores volumes de efluentes. Para isso, foi proposta uma metodologia de purificação que emprega menores volumes de reagentes, analisando as fases geradas em cada etapa da purificação, bem como do produto, determinando suas propriedades físico-químicas, sendo possível identificar o caráter ácido da fase orgânica, a variação da densidade e da condutividade apresentada por cada fase ao longo do processo, sem significativas variações na temperatura. O rincoforol obtido apresentou pH na faixa de 0,62 ± 0,029, densidade e condutividade iguais a 0,8647 ± 0,0042 g/cm3 e 0,70 ± 0,05 μS/cm, respectivamente, estando em torno de 31,40 °C. A fim de verificar a eficiência da metodologia proposta, as fases aquosas foram analisadas por cromatografia gasosa acoplada a um detector por ionização em chama (GC- FID), sendo possível identificar e quantificar as frações de THF e de rincoforol presente, bem como avaliar a eficiência das lavagens efetuadas, resultando em um produto contendo ainda frações de compostos orgânicos oriundos da reação. Em seguida, foi feito o estudo de equilíbrio líquido-líquido envolvendo os componentes majoritários do sistema ao final da síntese, THF+ Rincoforol+ Água, realizado a 20 °C e 30 °C. Foram preditos pelo modelo termodinâmico UNIFAC diagramas ternários característicos do tipo 2, em que há completa solubilidade entre o soluto (feromônio) e solvente (THF), havendo parcial miscibilidade entre as soluções binárias Rincoforol/Água e Água/THF. No entanto, resultados de simulação de um tanque flash trifásico com o modelo NRTL demonstraram que para temperaturas abaixo de 341,45 K não há formação de duas fases líquidas para a mistura binária Água/THF, de modo que diagramas ternários do tipo 1 devem ser obtidos. Verificou-se ainda que a temperatura exerce forte influência no processo de extração, fato justificado através da diminuição da região de formação de fases. A partir dos diagramas e do gráfico do coeficiente de partição do rincoforol, comprovou-se que a extração usando THF como solvente é favorecida em temperaturas menores. Além disso, foi realizada uma modelagem termodinâmica com os modelos NRTL e UNIQUAC por meio da regressão dos dados experimentais de ELL. Os modelos correlacionaram razoavelmente a inclinação das tie lines, porém o ajuste não foi satisfatório por ter previsto regiões heterogêneas similares para ambas as temperaturas, diferentemente do observado experimentalmente. Os desvios médios quadráticos (RMSD) entre os valores experimentais e correlacionados por NRTL e UNIQUAC foram, respectivamente, 6,76% e 6,87%. Contudo, o estudo realizado foi fundamental para determinar as variáveis do processo que necessitam ser monitoradas, de modo que a produção e purificação seja mais efetiva, almejando o scale-up da produção.
Abstract: The species Rhynchophorus palmarum attacks several cultures, mainly coconut trees, which have great socioeconomic importance for the development of the country. This pest is the main vector of the red ring disease, contaminating the plants with the nematode Bursaphellencus cocophilos, impairing all their development, and can lead to death. Currently, the most effective method to combat the pest is the use of the aggregation pheromone Rhynchophorol ((2E) -6- methyl-2-hepten-4-ol)), combined with artisanal traps distributed around the planting area. The present project aims to improve the process of production and purification of the pheromone rincoforol, evaluating the conditions that favor the reactive process and the purification of the product, in order to minimize the use of water and reagents, thus generating better operational conditions and lower effluent volumes. For this, a purification methodology was proposed that uses lower volumes of reagents, analyzing the phases generated in each purification step, as well as the product, determining its physical-chemical properties, making it possible to identify the acid character of the organic phase, the variation density and conductivity presented by each phase throughout the process, without significant variations in temperature. The rhynchophorol obtained had pH in the range of 0.62 ± 0.029, density and conductivity equal to 0.8647 ± 0.0042 g / cm3 and 0.70 ± 0.05 μS / cm, respectively, being around 31.40 ° C. In order to verify the efficiency of the proposed methodology, the aqueous phases were analyzed by gas chromatography coupled to a flame ionization detector (GC-FID), being possible to identify and quantify the fractions of Tetrahydrofuran (THF) and rhynchophorol present, as well as to evaluate the efficiency of the washes carried out, resulting in a product containing fractions of organic compounds from the reaction. Then, the study of liquid-liquid balance involving the major components of the system at the end of the synthesis, THF + Rhynchophorol + Water, carried out at 20 ° C and 30 ° C. Characteristic ternary diagrams of type 2 were predicted by the UNIFAC thermodynamic model, in which there is complete solubility between the solute (pheromone) and solvent (THF), with partial miscibility between the binary solutions Rincoforol / Water and Water / THF. However, simulation results of a three-phase flash tank with the NRTL model demonstrated that for temperatures below 341.45 K there is no formation of two liquid phases for the water / THF binary mixture, so that type 1 ternary diagrams must be used. obtained. It was also found that the temperature has a strong influence on the extraction process, a fact justified by the reduction of the phase formation region. From the diagrams and graph of the partition coefficient of rhynchophorol, it was proved that extraction using THF as a solvent is favored at lower temperatures. In addition, thermodynamic modeling was performed with the NRTL and UNIQUAC models by regressing the experimental ELL data. The models reasonably correlated the slope of the tie lines, however the adjustment was not satisfactory because it predicted similar heterogeneous regions for both temperatures, differently from what was observed experimentally. The mean quadratic deviations (RMSD) between the experimental values and correlated by NRTL and UNIQUAC were, respectively, 6.76% and 6.87%. However, the study carried out was fundamental to determine the process variables that need to be monitored, so that the production and purification is more effective, aiming at the production scale-up.
Palavras-chave: Rincoforol
Extração líquido-líquido
Scale up
Liquid-liquid extraction
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: MELO, Larissa Lima de Arruda. Avaliação das condições operacionais e equilíbrio de fases no processo de produção e purificação do feromônio rincoforol. 2023. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/10840
Data do documento: 26-mar-2021
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