MODELOS MATEMÁTICOS PARA DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E VISCOSIDADE DE SOLUÇÕES SALINAS: NACL E KCL

Os sais de cloreto (NaCl e KCl) dissolvidos em água formam sistemas amplamente utilizados na indústria alimentícia. Dessa forma, torna-se relevante analisar o comportamento dessas soluções em diferentes temperaturas e concentrações, considerando que elas podem ser submetida a variados processos industriais. Logo, compreender as propriedades de transporte dessa solução como densidade (ρ) e viscosidade (μ) são de interesse na modelagem de operações unitárias e no projeto de equipamentos industriais. O objetivo deste trabalho é investigar as propriedades de transporte de soluções aquosas de NaCl e KCl em diferentes concentrações (0,045; 0,156 e 0,230Kg de soluto/Kg de solução) e temperaturas (5, 10 e 15 ºC). A densidade das soluções aquosas foi determinada utilizando um medidor de densidade (modelo DMA 4500 M, Anton Paar, Áustria) e a viscosidade aparente foi determinada a partir das curvas de fluxo em estado estacionário realizadas em um reômetro rotacional (TA Instruments, New Castle, EUA). A modelagem matemática dos dados foi realizada a partir de três modelos distintos (linear, quadrático e exponenciais), considerando a influência da concentração e da temperatura.  As densidades aumentaram (p>0,05) com o aumento da concentração em todas as temperaturas avaliadas (5, 10 e 15 °C), variando de aproximadamente 1025 a 1188 kg·m⁻³ para NaCl e de 999 a 1134 kg·m⁻³ para KCl. Em todas as condições, as soluções de NaCl apresentaram valores ligeiramente superiores aos de KCl. As viscosidades diminuíram (p>0,05) com o aumento da temperatura e aumentaram (p>0,05) com a elevação da concentração em ambas as soluções. Os valores variaram de aproximadamente 1,10 a 2,04 mPa·s para NaCl e de 1,06 a 1,88 mPa·s para KCl. Em todas as condições, as soluções de NaCl apresentaram viscosidades ligeiramente superiores às de KCl. Todos os modelos apresentaram um coeficiente de determinação satisfatório (0,88 ≤ R² ≤ 0,99) para ambas propriedades termofísicas. Conclui-se que a densidade e a viscosidade são propriedades que variam em função da concentração e da temperatura e entre os modelos estudados o modelo que varia quadraticamente com a temperatura e a concentração foi o modelo que teve o melhor ajuste aos dados.