Repositorio
Institucional

del Valle, Jose M.

de la Fuente, Juan C.

Uquiche, Edgar

A refined equation for predicting the solubility of vegetable oils in high-pressure CO2

ELSEVIER

JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS

en

The solubility of vegetable oils in high-pressure CO2 can be best modeled as a direct function of solvent density (rho) and absolute temperature (T) having as model parameters an association number, k (number of solvent molecules forming a complex with a single solute molecule), and the total heat requirement for synthesizing the complex, Delta H (sum of heats of solution in CO2 and vaporization of the solute). A General Model was developed in this work that considered the solubility of the vegetable oil in CO2 under a reference condition (8.07 g kg(-1) oil/CO2 at 40 degrees C and 30 MPa), a density-correction depending on k, and an absolute-temperature-correction depending on Delta H, and best-fit values were estimated using 235 data points from fifteen studies in literature involving eleven different vegetable substrates. The model was validated with many additional data points from seventeen additional vegetable substrates from twenty-one extra studies. The General Model is capable of predicting the solubility of vegetable oils in high-pressure CO2 to within +/- 40% of the experimental values. It is valid from 7.7 MPa at 20 degrees C to 21 MPa at 68 <= T <= 100 degrees C in the low-pressure range, and from 80 MPa at 20 <= T <= 94 degrees C to 77.5 MPa at 100 degrees C in the high-pressure range. The model can be used only for triacylglycerols of fatty acids containing mostly 18 carbon atoms, including triolein. Statistical analysis suggested that k depends on p and that Delta H depends on T. (C) 2012 Published by Elsevier B.V.#La solubilidad de los aceites vegetales en CO2 a alta presión se puede modelar mejor como una función directa de la densidad del disolvente (rho) y la temperatura absoluta (T), con parámetros del modelo como el número de asociación, k (número de moléculas de disolvente que forman un complejo con una sola molécula de soluto), y el requerimiento total de calor para sintetizar el complejo, ΔH (suma de los calores de disolución en CO2 y vaporización del soluto). En este trabajo se desarrolló un modelo general que consideró la solubilidad del aceite vegetal en CO2 bajo una condición de referencia (8,07 g kg⁻¹ de aceite/CO2 a 40 °C y 30 MPa), una corrección de densidad que depende de k y una corrección de temperatura absoluta que depende de ΔH. Los valores de mejor ajuste se estimaron utilizando 235 puntos de datos de quince estudios de la literatura que involucran once sustratos vegetales diferentes. El modelo se validó con muchos puntos de datos adicionales de diecisiete sustratos vegetales adicionales de veintiún estudios extra. El modelo general es capaz de predecir la solubilidad de aceites vegetales en CO2 a alta presión con una precisión de +/- 40% respecto a los valores experimentales. Es válido desde 7,7 MPa a 20 °C hasta 21 MPa a 68 ≤ T ≤ 100 °C en el rango de baja presión, y desde 80 MPa a 20 ≤ T ≤ 94 °C hasta 77,5 MPa a 100 °C en el rango de alta presión. El modelo solo puede utilizarse para triacilgliceroles de ácidos grasos que contienen principalmente 18 átomos de carbono, incluida la trioleína. El análisis estadístico sugiere que k depende de p y que ΔH depende de T. © 2012 Publicado por Elsevier B.V.

Artículo original

This work was funded by Fondecyt from Chile (projects 105-0675 and 111-1008). We thank Dr. Owen J. Catchpole (Industrial Research Limited, Lower Hutt, New Zealand), Dr. Eduard Lack (NATEX Prozesstechnologie GesmbH, Murzzuschlag, Austria), and Dr. Karl-Werner Quirin (FLAVEX Naturextrakte GmbH, Rehlingen-Siersburg, Germany) for providing experimental solubility data that was used in our analysis. We thank also constructive criticism of three anonymous reviewers that allowed us improving the structure and writing of the manuscript in its final version.

Este trabajo fue financiado por Fondecyt de Chile (proyectos 105-0675 y 111-1008). Agradecemos al Dr. Owen J. Catchpole (Industrial Research Limited, Lower Hutt, Nueva Zelanda), al Dr. Eduard Lack (NATEX Prozesstechnologie GesmbH, Murzzuschlag, Austria) y al Dr. Karl-Werner Quirin (FLAVEX Naturextrakte GmbH, Rehlingen-Siersburg, Alemania) por proporcionar los datos experimentales de solubilidad utilizados en nuestro análisis. Asimismo, agradecemos las críticas constructivas de tres revisores anónimos, que nos permitieron mejorar la estructura y la redacción del manuscrito en su versión final.

10.1016/j.supflu.2012.02.004

pdf

Modelización

Solubilidad

CO2 supercrítico

Triglicéridos

Aceites vegetales

Modeling

Solubility

Supercritical CO2

Triglycerides

Vegetable oils

DIÓXIDO DE CARBONO SUPERCRÍTICO

BURITI MAURITIA FLEXUOSA

COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOS

ACEITE DE SEMILLA

PREDICCIÓN DEL MODELO

EXTRACCIÓN DE FLUIDOS

LÍPIDOS

CANOLA

TRIGLICÉRIDOS

LÍQUIDO

SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE

BURITI MAURITIA-FLEXUOSA

FATTY-ACID-COMPOSITION

SEED OIL

MODEL PREDICTION

FLUID EXTRACTION

LIPIDS

CANOLA

TRIGLYCERIDES

LIQUID

Modelización

Solubilidad

CO2 supercrítico

Triglicéridos

Aceites vegetales

Modeling

Solubility

Supercritical CO2

Triglycerides

Vegetable oils

DIÓXIDO DE CARBONO SUPERCRÍTICO

BURITI MAURITIA FLEXUOSA

COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOS

ACEITE DE SEMILLA

PREDICCIÓN DEL MODELO

EXTRACCIÓN DE FLUIDOS

LÍPIDOS

CANOLA

TRIGLICÉRIDOS

LÍQUIDO

SUPERCRITICAL CARBON-DIOXIDE

BURITI MAURITIA-FLEXUOSA

FATTY-ACID-COMPOSITION

SEED OIL

MODEL PREDICTION

FLUID EXTRACTION

LIPIDS

CANOLA

TRIGLYCERIDES

LIQUID

versión publicada

hibrida

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:000305107300008

A refined equation for predicting the solubility of vegetable oils in high-pressure CO2

JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS

ELSEVIER

en

Artículo original

ANID CONICYT FONDECYT 1050675#ANID CONICYT FONDECY 1111008

0896-8446

60

70

Chemistry, Physical

Engineering, Chemical

Química física

Ingeniería química

pdf