00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Simulação de processo biotecnológico na obtenção de ácido propiônico a partir da glicerina
Autor(es): Moreno, Tertuliano Ferreira
Primeiro Orientador: Coelho, Dayana de Gusmão
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Jorge José de Brito
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro, Livia Maria de Oliveira
Resumo: A utilização de ácidos carboxílicos em todo o mundo tende a aumentar ao passar dos anos, dada a crescente demanda destas matérias primas em diversas áreas industriais. O grande desafio é produzir o ácido a partir de fontes renováveis de forma que este processo seja competitivo com a produção a partir de derivados do petróleo, que é o processo que prevalece atualmente, já que as fontes não renováveis têm ficado cada vez mais escassas. A produção do ácido por rotas renováveis ocorre através da fermentação propanoica com limitação de baixo rendimento e baixa pureza do produto, exigindo mais investimento nas etapas de purificação. A fim de mudar esse cenário pode ser avaliado a produção em meio anaeróbio e aeróbico e extração após a fermentação, realizando uma análise paramétrica, visando obter maior rendimento e maior pureza, tornando este processo viável. Logo, o objetivo deste trabalho simular e otimizar o processo fermentativo para produção e extração de ácido propanoico em meio aeróbico e anaeróbio através da identificação das melhores condições operacionais do processo por meio de planejamento experimental, visando maximizar o rendimento do processo de produção e pureza do ácido propanoico. Para tanto, foram selecionados trabalhos da literatura a serem simulados na condição de aero e anaerobiose, além de reações extrativas utilizando extractante e solventes, foi feita a simulação do processo de produção e de extração utilizando os softwares Aspen Hysys e Plus versão 8.8, após foram otimizados os parâmetros de cada processo, a partir da análise paramétrica utilizando o software. Os modelos obtidos para a produção do ácido apresentaram valores de acordo com os dados experimentais da literatura. Quanto aos fatores que afetam a eficiência de extração estes foram as 3 variáveis selecionadas, mostrando a importância destas, quanto aos valores ótimos para a temperatura, concentração de substrato e de biomassa, estes foram 29,27 °C, 1,07 g.L-1 e 57,97 g.L-1 respectivamente para o processo com oxigênio, já em anaerobiose foram 32,93 °C 0,75 g.L-1 e 55,30 g.L-1. Quanto a etapa de extração os modelos conseguiram predizer os dados experimentais de forma muito precisa tendo como valores ótimos para a razão de solvente e número de estágio sendo 2,01 g.L-1 e 10 estágios para o processo aeróbico e 2,02 g.L-1 e 10 estágios para o anaeróbio. Sendo assim, os resultados sugerem que as simulações da produção e extração performaram de forma melhor que esperado, devido a adaptação dos modelos a diferentes variações de processo e acurácia do modelo a valores experimentais encontrados na literatura.
Abstract: The use of carboxylic acids worldwide tends to increase over the years, given the growing demand for these raw materials in various industrial areas. The big challenge is to produce the acid from renewable sources in a way that this process is competitive with production from petroleum derivatives, which is the process that currently prevails, since non-renewable sources have become increasingly scarce. The production of the acid by renewable routes occurs through propane fermentation with limitation of low yield and low purity of the product, requiring more investment in purification steps. In order to change this scenario, the production in anaerobic and aerobic mediums and extraction after fermentation can be evaluated, performing a parametric analysis, aiming to obtain higher yield and purity, making this process viable. Therefore, the objective of this work is to simulate and optimize the fermentative process for the production and extraction of propanoic acid in aerobic and anaerobic environments by identifying the best operating conditions of the process through experimental planning, aiming to maximize the yield of the production process and purity of propanoic acid. To this end, papers were selected from the literature to be simulated in the condition of aero and anaerobiosis, in addition to extractive reactions using extractant and solvents, the simulation of the production and extraction process was performed using the software Aspen Hysys and Plus version 8.8, after which the parameters of each process were optimized from parametric analysis using the software. The models obtained for the acid production presented values in agreement with the experimental data in the literature. As for the factors that affect the extraction efficiency these were the 3 selected variables, showing their importance, as for the optimal values for temperature, substrate and biomass concentration, these were 29.27 °C, 1.07 g.L-1 and 57.97 g.L-1 respectively for the process with oxygen, while in anaerobiosis they were 32.93 °C 0.75 g.L-1 and 55.30 g.L-1. As for the extraction step, the models were able to predict the experimental data very accurately with optimal values for the solvent ratio and number of stages being 2.01 g.L-1 and 10 stages for the aerobic process and 2.02 g.L-1 and 10 stages for the anaerobic process. Thus, the results suggest that the simulations of production and extraction performed better than expected, due to the adaptation of the models to different process variations and model accuracy to experimental values found in the literature.
Palavras-chave: Ácido propanóico
Processo biotecnológico
Extração líquido- líquido
Propionic Acid
Simulation
Liquid-liquid equilibrium
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Química
Citação: MORENO,Tertuliano Ferreira. Simulação de processo biotecnológico na obtenção de ácido propiônico a partir da glicerina. 2023. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11342
Data do documento: 28-dez-2022
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