Procesamiento supercrítico de productos naturales. Modelado, análisis y optimización

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La búsqueda constante de nuevos procesos alternativos aplicables a la industria química y nutracéutica ha llevado a la tecnología supercrítica a ocupar un lugar de privilegio. Las propiedades inherentes de los fluidos supercríticos les confie-ren la característica de solventes limpios. Consumidores...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Espinosa, Susana N.
Otros Autores: Brignole, Esteban A.
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2001
Materias:
productos naturales
procesos químicos
fluídos supercríticos
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2181
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description La búsqueda constante de nuevos procesos alternativos aplicables a la industria química y nutracéutica ha llevado a la tecnología supercrítica a ocupar un lugar de privilegio. Las propiedades inherentes de los fluidos supercríticos les confie-ren la característica de solventes limpios. Consumidores cada vez más exigentes en los niveles residuales de solventes -resultantes del procesado tradicional de alimentos y productos farmacéuticossumado a las estrictas regulaciones medioam-bientales, son las razones fundamentales que impulsan el inte-rés por esta nueva tecnología. En esta Tesis se analiza la factibilidad operativa y económica para llevar a cabo procesos supercríticos aplicados a la extracción de productos naturales. La Tesis fue dividida en dos partes, la primera agrupando aquellos capítulos referidos al Modelado Termodinámico de pro-ductos naturales y derivados y sus mezclas con fluidos super-críticos (Capítulos 1 a 4) y la segunda parte conteniendo los capítulos de análisis, simulación, y diseño óptimo de procesos de extracción, refinado y fraccionamiento a alta presión. En el Capítulo 1 se discute acerca de las propiedades y aplicaciones generales de los fluidos supercríticos con especial atención en aquellas relacionadas al procesamiento de productos naturales. En el Capítulo 2, el equilibrio de fases a alta presión es anali-zado sobre la base de diagramas de fase de mezclas binarias y ternarias, y su extensión a mezclas multicomponentes. Se realiza un estudio detallado de las regiones que presentan equilibrio monofásico, di y trifásico, para mezclas de alcanos, aromáticos, triglicéridos y aceites con etano, propano y CO2, en el rango completo de presiones, temperaturas y composi-ciones. En el Capítulo 3, la importancia del modelado del equi-librio supercrítico entre fases es analizada a partir de una revi-sión de las ecuaciones de estado más recientes, con vistas a determinar el modelo termodinámico más adecuado para el modelado del equilibrio a alta presión de sistemas multicompo-nentes, altamente no ideales. En el Capítulo 4, la ecuación de estado a contribución grupal, GC-EOS, es extendida para cu-brir los sistemas de interés para esta Tesis. Se evalúan distin-tas metodologías de caracterización de las complejas mezclas que conforman los aceites y se obtienen los parámetros gru-pales necesarios para reproducir el comportamiento de equili-brio de una extensa lista de sistemas binarios. Correlaciones y predicciones del modelo GC-EOS son validadas contra datos experimentales y comparadas a aquellas obtenidas con otras ecuaciones de estado. Los Capítulos 5, 6 y 7 abarcan el pro-cesamiento de distintos productos naturales utilizando fluidos supercríticos como solventes. En todos ellos, el objetivo es determinar condiciones operativas óptimas que permitan llevar a cabo un proceso particular al menor costo, cumpliendo con las exigencias de pureza y recuperación de productos impues-tas por el mercado y aplicando una tecnología alternativa limpia. Cada uno de tales capítulos contiene básicamente tres secciones: modelado termodinámico de los sistemas involucra-dos -utilizando los resultados obtenidos en el Capítulo 4-,simu-lación del proceso en condiciones reportadas en la literatura de experimentos a escala piloto y optimización de condiciones con diferentes funciones objetivo. En el Capítulo 5, se estudia un proceso de purificación de aceites vegetales utilizando pro-pano y dióxido de carbono supercríticos como posibles sol-ventes. En el Capítulo 6 se analiza el fraccionamiento supercrí-tico de etil ésteres de aceites de pescado y los esquemas óptimos de recuperación de ésteres de ácidos grasos poliin-saturados w-3, de alto valor agregado. En el Capítulo 7, el refinado de aceites esenciales cítricos es resuelto empleando dióxido de carbono supercrítico, sobre la base de modelos termodinámicos confiables y rigurosas subrutinas de optimiza-ción. El diseño óptimo de un proceso de desterpenación de aceite de limón ha sido analizado para un volumen de procesa-miento a escala industrial, a efectos de determinar la factibi-lidad económica de este procesoalternativo.

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