Sulfatação de álcoois etoxilados em reatores de filme descendente: avaliação de parâmetros de processo e a formação de 1,4-dioxano

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: Oliveira, Felipe Colares de
Orientador(a): Ramos, Bruno, Tôrres, Ricardo Belchior
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/6389
https://doi.org/10.31414/EQ.2026.D.132327
Resumo: Regulamentações recentes têm estabelecido limites cada vez mais restritivos para a presença de 1,4-dioxano em produtos de consumo, especialmente detergentes e produtos de higiene pessoal. Esse composto pode estar presente como subproduto não intencional na produção de tensoativos etoxilados, com destaque para o lauril éter sulfato de sódio (SLES). Nesse contexto, este trabalho avalia, de forma experimental e por meio de modelagem termodinâmica, o efeito da pressão e da temperatura na concentração residual de 1,4-dioxano em sistemas contendo SLES, visando à identificação de condições operacionais compatíveis com a remoção do contaminante sem comprometer a estabilidade do tensoativo. Foram realizados ensaios experimentais de condicionamento de amostras de SLES sob pressão reduzida e temperaturas moderadas, seguidos da quantificação do 1,4-dioxano por cromatografia gasosa com amostragem por headspace. Paralelamente, o equilíbrio líquido-vapor do sistema 1,4-dioxano/água foi avaliado por simulações no Aspen Plus e pela equação de Antoine, permitindo a comparação entre o comportamento experimental e as previsões termodinâmicas. Os resultados indicaram que a redução da pressão absoluta exerce influência mais significativa na diminuição da concentração residual de 1,4-dioxano do que o aumento da temperatura, nas faixas avaliadas. Observou-se que a elevação de temperatura não resultou em ganhos adicionais consistentes, possivelmente devido à ocorrência de efeitos concorrentes associados à degradação ou hidrólise do tensoativo. A análise comparativa mostrou boa coerência qualitativa quanto ao papel dominante da pressão, ao mesmo tempo em que evidenciou limitações dos modelos binários idealizados para a descrição quantitativa de sistemas tensoativos complexos. Conclui-se que a remoção do 1,4-dioxano por controle de pressão, sob vácuo e temperaturas moderadas, é a abordagem mais compatível com a estabilidade do SLES entre as condições estudadas, sendo industrialmente relevante para processos de sulfatação de álcoois etoxilados, em associação com técnicas de referência, como a aplicação de vapor
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Nesse contexto, este trabalho avalia, de forma experimental e por meio de modelagem termodinâmica, o efeito da pressão e da temperatura na concentração residual de 1,4-dioxano em sistemas contendo SLES, visando à identificação de condições operacionais compatíveis com a remoção do contaminante sem comprometer a estabilidade do tensoativo. Foram realizados ensaios experimentais de condicionamento de amostras de SLES sob pressão reduzida e temperaturas moderadas, seguidos da quantificação do 1,4-dioxano por cromatografia gasosa com amostragem por headspace. Paralelamente, o equilíbrio líquido-vapor do sistema 1,4-dioxano/água foi avaliado por simulações no Aspen Plus e pela equação de Antoine, permitindo a comparação entre o comportamento experimental e as previsões termodinâmicas. Os resultados indicaram que a redução da pressão absoluta exerce influência mais significativa na diminuição da concentração residual de 1,4-dioxano do que o aumento da temperatura, nas faixas avaliadas. Observou-se que a elevação de temperatura não resultou em ganhos adicionais consistentes, possivelmente devido à ocorrência de efeitos concorrentes associados à degradação ou hidrólise do tensoativo. A análise comparativa mostrou boa coerência qualitativa quanto ao papel dominante da pressão, ao mesmo tempo em que evidenciou limitações dos modelos binários idealizados para a descrição quantitativa de sistemas tensoativos complexos. Conclui-se que a remoção do 1,4-dioxano por controle de pressão, sob vácuo e temperaturas moderadas, é a abordagem mais compatível com a estabilidade do SLES entre as condições estudadas, sendo industrialmente relevante para processos de sulfatação de álcoois etoxilados, em associação com técnicas de referência, como a aplicação de vaporRecent regulations have established increasingly restrictive limits on the presence of 1,4-dioxane in consumer products, particularly detergents and personal care products. This compound may be present as an unintended byproduct in the production of ethoxylated surfactants, with particular emphasis on sodium lauryl ether sulfate (SLES). In this context, this work evaluates, through experimental investigation and thermodynamic modeling, the effect of pressure and temperature on the residual concentration of 1,4-dioxane in systems containing SLES, aiming to identify operating conditions that enable contaminant removal without compromising surfactant stability. Experimental conditioning tests were conducted on SLES samples under reduced pressure and moderate temperatures, followed by quantification of 1,4-dioxane using gas chromatography with headspace sampling. In parallel, the liquid–vapor equilibrium of the 1,4-dioxane/water system was evaluated using Aspen Plus simulations and the Antoine equation, allowing comparison between experimental behavior and thermodynamic predictions. The results indicated that reducing absolute pressure has a more significant influence on decreasing the residual concentration of 1,4-dioxane than increasing temperature within the evaluated ranges. Temperature elevation did not result in consistent additional removal, possibly due to competing effects associated with surfactant degradation or hydrolysis. Comparative analysis showed good qualitative agreement regarding the dominant role of pressure, while also highlighting limitations of idealized binary models for the quantitative description of complex surfactant systems. It is concluded that removal of 1,4-dioxane by pressure control, operating under vacuum and moderate temperatures, represents the approach most compatible with SLES stability among the conditions studied, being industrially relevant for ethoxylated alcohol sulfation processes when associated with reference techniques such as steam applicationSem financiamentoporpt_BRCentro Universitário FEI, São Bernardo do Campo1,4-dioxanolauril éter sulfato de sódiointeração humano-máquinapressão reduzidamodelagem termodinâmica1,4-dioxanesodium lauryl ether sulfateliquid–vapor equilibriumreduced pressurethermodynamic modelingSulfatação de álcoois etoxilados em reatores de filme descendente: avaliação de parâmetros de processo e a formação de 1,4-dioxanoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisProcessos Químicos e Biotecnológicosreponame:Repositório do Conhecimento Institucional do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)instname:Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)instacron:FEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessRamos, BrunoSantos, Ronaldo Gonçalves dosFelix, Pedro Henrique CampeloORIGINALfulltext.pdfapplication/pdf3888768https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/acbdbde0-e591-42f6-b141-b18ca92e8316/download08ea664eacdae85976860810e49ae0abMD51trueAnonymousREADTEXTfulltext.pdf.txtfulltext.pdf.txtExtracted texttext/plain103789https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/14f214c2-2fd3-4a6c-a6e8-8da14a16e480/downloadabb0fb9c10760c9d62d98457a02dc84bMD52falseAnonymousREADTHUMBNAILfulltext.pdf.jpgfulltext.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2528https://repositorio.fei.edu.br/bitstreams/7a9b5393-b1b4-435b-933a-dd56356ed98b/download1ca6b33826bda1e0bfcf0fd3b9de833dMD53falseAnonymousREADFEI/63892026-08-03 19:43:29.802open.accessoai:repositorio.fei.edu.br:FEI/6389https://repositorio.fei.edu.brBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://sofia.fei.edu.br/pergamum/biblioteca/PRIhttps://repositorio-api.fei.edu.br/server/oai/requestcfernandes@fei.edu.bropendoar:2026-08-03T19:43:29Repositório do Conhecimento Institucional do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI) - Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI)false
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