Determinação experimental e modelagem termodinâmica da solubilidade do ácido esteárico e cloreto de colina em álcoois anidros e hidratados

Abstract

Resumo: Os processos de separação e purificação para serem realizados com elevadaeficiência dependem, principalmente, dos dados de solubilidade dos componentes nomeio e dos solventes empregados. O ácido esteárico é um ácido graxo muito utilizadona indústria de alimentos, sendo necessário estar disponível com alto grau de pureza.O cloreto de colina atualmente vem sendo muito utilizado como um dos compostospara formulação dos solventes eutéticos profundos. Dessa forma, o objetivo desseestudo foi determinar a solubilidade do ácido esteárico e do cloreto de colina emálcoois anidros e hidratados. A técnica de DSC se mostrou eficiente paradeterminação da solubilidade do ácido esteárico em todos os solventes propostos. Asolubilidade do ácido esteárico foi maior em 2-propanol e menor em etanol já nosálcoois hidratados foi possível observar o efeito anti-solvente da água. Todos osmodelos de coeficiente de atividade e os semiempíricos apresentaram excelentesajustes frente aos dados experimentais compostos por ácido esteárico. O modelopreditivo UNIFAC apresentou desvios superiores aos demais modelos, não possuindocapacidade de representar os sistemas de forma precisa. Para determinação dasolubilidade do cloreto de colina, o método estático gravimétrico foi empregado comeficiência, apresentando-se na seguinte ordem decrescente: etanol e água > 2-propanol e água > n-propanol e água, para todos esses solventes, foi possível notaro efeito da água como co-solvente. O modelo NRTL apresentou excelentes ajustesaos dados experimentais para todos os sistemas compostos por cloreto de colina.Assim, a partir das diferentes técnicas utilizadas, foi possível realizar a determinaçãoda solubilidade, tanto do ácido esteárico quanto do cloreto de colina. Por fim, acredita-se que o presente trabalho contribuiu com dados inéditos de solubilidade, permitindoque as unidades de separação e purificação na indústria de alimentos possam serprojetadas e operação com maior eficiência e precisão.

Abstract: Separation and purification processes to be realized with high efficiencydepend mainly on the solubility data of the components and the solvents employed.Stearic acid is a fatty acid widely used in the food industry and must be available in ahigh purity. Choline chloride is widely used as one compounds for the formulation ofthe deep eutetic solvents. Thus, the purpose of this study was to determine thesolubility data of stearic acid and choline chloride in anhydrous and hydrated alcohols.The DSC technique proved to be efficient for determining the solubility of stearic acidin all proposed solvents. The solubility of stearic acid was higher in 2-propanol andlower in ethanol, in the hydrated alcohols it was possible to observe the water antisolvent effect. All the activity coefficients models and the semiempirical equationspresented excellent adjustments to experimental data composed of stearic acid. TheUNIFAC predictive model showed deviations very low in relation to the other models,not having the ability to accurately represent the systems. In order to determine thesolubility of choline chloride, the static gravimetric method was used with efficiently.The solubility of choline chloride presented decreasing order: ethanol and water > 2-propanol and water > n-propanol and water, for all solvents it was possible to note theeffect of water as a co-solvent. The NRTL model presented excelente adjustments tothe experimental data for all systems composed of choline chloride. Finaly, it isbelieved that the presente work contributed with solubility data, allowing the separationand purification units in the food industry are designed and operated with greaterefficiency.