Determinação experimental e modelagem de equilíbrio de fases em sistemas aquosos bifásicos formados por polímeros, água e sacarídeos | Determination and modeling of phase equilibrium of aqueous two-phase systems composed by polymer, water and saccharide

Neste trabalho foi estudado o equilíbrio de fases a 25 o C e 30 o C em sistemas aquosos bifásicos (SAB) ternários formados por a) Poli(propileno glicol) (PPG) + Composto 2 + Água e b) Co-Polímero tri-bloco de Poli(etileno glicol) (PEG) e Poli(propileno glicol) + Composto 2 + Água. Os sacarídeos Glicose, Maltose ou Maltodextrina foram usados como Composto 2. Foi avaliada a influência de três diferentes massas molares de Poli(propileno glicol) (400 g/mol, 725 g/mol e 1.200 g/mol), de três diferentes maltodextrinas comerciais (Dextrose Equivalentes 10, 13 e 20) e de três diferentes composições para os co-polímeros PEG-PPG, com 10 % de PEG, 20 % de PEG e 40 % de PEG, gerando massas molares de co-polímeros de 1.900 g/mol, 2.100 g/mol e 2.450 g/mol, respectivamente, sobre os diagramas de equilíbrio de fases,. Para as misturas que apresentaram formação de duas fases líquidas foram preparados diagramas de fases dos sistemas, totalizando 13 diagramas. Foi observado que o aumento da massa molar dos polímeros aumentou a região bifásica. Os sistemas contendo PPG 725, PPG 1.200 e co- polímero 1.900 apresentaram fase rica em polímero de composição praticamente invariável para os diferentes pontos de mistura preparados. modelos (“UNiversal matemáticos NRTL QUasi-Chemical (“Non-Random Activity Coefficient”) Two-Liquid”), e UNIFAC Os UNIQUAC (“UNIquac Functional Group Activity Coefficient”) foram empregados para correlacionar os dados experimentais obtidos neste trabalho. Obteve-se um bom ajuste tanto para o NRTL quanto para o UNIQUAC, com desvios da ordem de 1%, para os sistemas modelados em bancos de dados agrupados por semelhança de compostos. O modelo NRTL apresentou maior flexibilidade no ajuste, enquanto que o UNIQUAC demonstrou maior robustez no tratamento de quantidades maiores de dados experimentais e/ou sistemas razoavelmente diferentes entre si. Não foi obtido um bom ajuste com o modelo UNIFAC, o que, provavelmente, pode ter ocorrido devido ao grande número de parâmetros a ajustar, e/ou à falta de boa estimativa inicial.

In this work were studied ternary mixtures of a synthetic polymer such as Poly(propylene glycol) of various molar masses or block copolymers of Poly(propylene glycol) and Poly(ethylene glycol) of various PEG-PPG ratios, a saccharide as Glucose, Maltose or commercial Maltodextrin of various Dextrose Equivalents, and Water. All systems studied that showed phase splitting were analyzed and a total of 13 phase diagrams were prepared. The influence of molar masses of the reagents over the equilibrium curve was analyzed. The Non-Random Two-Liquid (NRTL), UNIversal QUAsi-Chemical (UNIQUAC) and UNIquac Functional Group Activity Coefficient models were employed to correlate and predict phase equilibrium, using the data obtained. Good agreement between experimental data and model was achieved for most of the systems when the NRTL and UNIQUAC models were employed, given that some characteristics of these models must be observed. For the UNIFAC model it was not obtained good fittings, probably due to the high number of parameters to adjust or to the lack of good initial guesses.

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