UFPR - Dissertações
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Item Estudo da pervaporação de soluções diluídas de compostos voláteis do aroma do café: benzaldeído e ácido acético(Universidade Federal do Paraná, 2015-09-11) Hernandes, Emanuele Elisa; Scheer, Agnes de PaulaO café é uma das bebidas mais populares do mundo. Um dos atributos determinantes para a aceitação deste produto é o aroma, que é formado por uma mistura de compostos voláteis de várias classes químicas. Sua composição depende de fatores pré e pós-colheita, bem como do processamento ao qual o grão é submetido. Porém, nem todos os componentes do aroma impressionam o sentido do olfato. Alguns contribuem de maneira positiva (como o benzaldeído) e outros apresentam impacto negativo (como o ácido acético). Desta maneira, o estudo sistemático dos compostos presentes no aroma do café se faz necessário, assim como sua recuperação e reincorporação durante o processamento. A pervaporação é um processo de separação por membranas que vem sendo estudado na recuperação de aromas de frutas e sucos de frutas, e se torna atrativo também para o café devido a vantagens como utilização de temperaturas amenas, se tornando uma alternativa aos processos tradicionais de recuperação de aromas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as condições operacionais na pervaporação de dois compostos voláteis do café, o benzaldeído (BZ) e ácido acético (AA), utilizando membrana polimérica de PDMS densa. A avaliação do processo foi feita em termos de fluxo de permeado e fator de enriquecimento. Primeiramente três temperaturas (20, 30 e 40°C) foram estudadas a três pressões (270, 530 e 800 Pa) para soluções binárias de BZ-água e AA-água a 40 mg L -1 cada uma. Os resultados indicaram que o fluxo de permeado aumentou com a temperatura, segundo uma relação de Arrhenius. Para ambos os compostos, o fator de enriquecimento foi maior a baixas pressões. A temperatura de 40°C e pressão de 800 Pa foram as condições escolhidas para prosseguir com os experimentos pois nestas condições obtiveram-se maiores fluxo individual (1,21 10 -3 kg m -2 h -1 ) e fator de enriquecimento (27) para o BZ. Para avaliar o efeito da concentração, soluções binárias dos compostos a 20, 40 e 60 mg L -1 foram utilizadas como alimentação. O aumento da concentração levou a um aumento dos fluxos individuais dos compostos, mas não afetou a seletividade dos compostos. Por fim, soluções ternárias BZ-AA-água foram preparadas a diferentes concentrações (20, 40 e 60 mg L -1 de cada composto). A presença de outra molécula afetou negativamente a permeação dos compostos, pois houve uma diminuição dos fluxos individuais e dos fatores de enriquecimento do BZ e do AA na solução ternária quando comparados com os resultados obtidos nas soluções binárias.Item Recuperação do aroma de café, benzaldeído, em coluna de adsorção utilizando carvão ativado(Universidade Federal do Paraná, 2013-03-19) Canteli, Anderson Marcos Dias; Mafra, Luciana IgarashiO consumo de cafés especiais, dentre eles o café solúvel, tem aumentado nos últimos anos. Entretanto, durante o processamento do café solúvel ocorrem perdas de compostos importantes relacionados ao aroma e sabor característicos do café. Estes compostos podem ser recuperados de uma solução aquosa e reincorporados ao produto final. Geralmente o processo de recuperação utiliza processos térmicos que, além de envolver altos gastos energéticos, podem causar degradações devido às altas temperaturas empregadas. Um processo alternativo que se apresenta promissor é a adsorção. Neste trabalho foi avaliado o processo de adsorção em leito fixo, utilizando carvão ativado (Carbomafra 119®) como adsorvente, para recuperar o benzaldeído presente em corrente aquosa. Alguns parâmetros operacionais foram avaliados, tais como a vazão de alimentação (3,92 – 11,79 mL min -1 ), altura do leito (3 – 9 cm), concentração inicial (91,95 – 444,91 mg L -1 ) e diâmetro interno da coluna (6,2 – 12,2 mm). Todos os experimentos em leito fixo foram conduzidos a 20 °C. O estudo em leito fixo mostrou que com aumento da vazão, a capacidade do leito, capacidade total e tempo de saturação diminuem. Efeito antagônico foi observado para o aumento da altura do leito. O aumento da concentração inicial provocou uma maior adsorção do aroma. O diâmetro interno foi avaliado de quatro formas distintas: i) mantendo vazão e massa de adsorvente constantes; ii) mantendo vazão e altura do leito constantes; iii) mantendo velocidade e massa de adsorvente constantes; iv) mantendo velocidade e altura do leito constantes. Resultados indicam que menores diâmetros apresentam melhor eficiência de recuperação. Os dados obtidos em leito fixo, nas variadas condições, foram descritos utilizando os modelos de Thomas, Yoon e Nelson, Clark, Yan e BDST. Os modelos de Yan e Yoon e Nelson foram os que apresentaram melhores predições dos dados. O modelo de Yoon e Nelson foi o que apresentou os menores desvios em relação aos dados experimentais obtidos. O modelo BDST foi utilizado para estudo de scale up, apresentando bons resultados.Item Recuperação do aroma álcool feniletílico por adsorção em batelada e em coluna(Universidade Federal do Paraná, 2011-02-25) Carpiné, Danielle; Igarashi-Mafra, LucianaO café solúvel nas últimas décadas tem sido o grande responsável pela valorização do café. No processamento do café solúvel ocorrem transformações e perdas aromáticas que alteram de forma negativa o sabor e o aroma do café. O álcool feniletílico é um composto aromático de grande interesse para indústria de café solúvel, surgindo desta forma a necessidade de recuperar esse componente de forma a permitir a sua reincorporação ao final do processo. A adsorção apresenta-se como uma alternativa promissora devido a possibilidade de se operar em temperaturas próxima a ambiente, evitando as degradações térmicas do processamento convencional. O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de adsorção do álcool feniletílico, presente em solução aquosa, a partir de dados de equilíbrio em batelada e em processo contínuo (coluna de leito fixo).O carvão ativado Carbomafra® 119 foi selecionado após análises preliminares. A cinética foi avaliada a 30°C utilizando uma solução de álcool feniletílico com concentração inicial de 200 mg L -1 . O tempo de equilíbrio foi de aproximadamente 90 minutos, com um percentual de remoção de 99,3%. O modelo de pseudo-primeira ordem representou a cinética experimental. As isotermas de adsorção foram avaliadas a 20°C, 30°C e 40°C, a partir de soluções com concentrações iniciais de adsorvato que variaram de 200 mg L -1 a 950 mg L -1 . Foram avaliados os modelos de Langmuir, Freundlich, Toth e Temkin. Para as três temperaturas investigadas, o modelo que melhor representou os dados experimentais foi a isoterma de Freundlich. A adsorção em leito fixo foi avaliada segundo a influência de três variáveis: concentração inicial (222,08 mg L -1 , 723,15 mg L -1 e 820,88 mg L -1 ), vazão de alimentação (3,45 mL min -1 , 6,87 mL min -1 e 11,94 mL min -1 ) e o efeito da altura do leito adsorvente (4 cm e 11 cm). Os resultados indicaram que a coluna de adsorção em leito fixo apresentou melhor desempenho nas seguintes condições: vazão de alimentação de 3,45 mL min -1 e altura do leito adsorvente de 11 cm. O processo de dessorção empregando álcool etílico como solvente foi avaliado, fornecendo um percentual de recuperação do adsorvato de 30%. Os resultados obtidos indicam a adsorção como uma operação promissora na recuperação do aroma álcool feniletílico perdido durante o processamento de café solúvel.