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Uso de solventes orgânicos na extração e refino de óleos vegetais: determinação de propriedades físicas e energias livres de Gibbs por simulação molecular

Processo: 21/09028-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2021
Vigência (Término): 30 de setembro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Pedro de Alcântara Pessôa Filho
Beneficiário:Lilian Caroline Kramer Biasi
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/21252-0 - Equilíbrio e processos de produção de biocombustíveis e bioprodutos, AP.TEM
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Equilíbrio termodinâmico   Método de Monte Carlo   Óleos vegetais   Simulação por computador   Termodinâmica

Resumo

O uso de solventes orgânicos na extração e refino de óleos vegetais tem ganhado destaque nos últimos anos, visando alternativas mais sustentáveis e/ou menos tóxicas ao uso do hexano. Embora tais solventes tenham sido estudados como substitutos ao hexano ao longo do tempo, os processos de extração não estão totalmente otimizados. Desta forma, o entendimento das propriedades físicas e termodinâmicas desse sistema podem auxiliar nesse processo de substituição. Tais propriedades podem ser obtidas por simulações de dinâmica molecular e Monte Carlo. Porém a aplicação dessas técnicas na simulação de lipídios (ácidos graxos, triacilgliceróis, fosfolipídios etc.) está majoritariamente focada na área da saúde, com enfoque na presença desses componentes nas membranas celulares, na deposição de colesterol, e na interação com fármacos. O uso de simulação da dinâmica molecular em engenharia de alimentos é recente, porém tem ganhado espaço, com destaque para o estudo de proteínas. A aplicação de dinâmica molecular no estudo de lipídios tendo como foco a extração e refino de óleos vegetais é um assunto pouco explorado e apresenta potenciais ganhos no entendimento do processo e na aplicação dessa ferramenta em uma nova área. Desta forma, este projeto tem como objetivo ampliar o conhecimento e a otimização dos processos de extração e refino de óleos vegetais com solventes alternativos ao hexano, como o bioetanol. O presente projeto preconiza o uso de ferramentas de dinâmica molecular e/ou Monte Carlo para o cálculo de propriedades de transporte (viscosidade e difusividade), bem como o uso de outras ferramentas para o cálculo da energia de Gibbs de transferência de solutos, propriedade relacionada a sua partição em processos de extração. Tais ferramentas irão contribuir com o esclarecimento e determinação do equilíbrio químico entre solvente, óleos vegetais e compostos minoritários, elucidando interações e propriedades solvente + óleo que possam contribuir com a maximização do rendimento e melhora da qualidade do óleo vegetal extraído. (AU)

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