Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-16T16:46:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoObtencaoBiocombustiveis.pdf: 2521294 bytes, checksum: 33f5275fcbb1a00d8bc6b74d9c5debe3 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-10T13:40:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoObtencaoBiocombustiveis.pdf: 2521294 bytes, checksum: 33f5275fcbb1a00d8bc6b74d9c5debe3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-10T13:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoObtencaoBiocombustiveis.pdf: 2521294 bytes, checksum: 33f5275fcbb1a00d8bc6b74d9c5debe3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho foi estudado o processo de destilação do produto líquido orgânico, obtido no craqueamento catalítico do óleo de palma (Elaeis guineensis, Jacq) bruto em escala piloto, empregando os catalisadores carbonato de sódio (Na2CO3) e a lama vermelha, variando o percentual de catalisador em 10% m/m e 15% m/m em relação à matéria prima utilizada, sendo fixada uma temperatura operacional de 450ºC, visando obter frações de biocombustíveis (bio-gasolina, bio-querosene e bio-óleo) semelhantes aos combustíveis derivados do petróleo. Os catalisadores foram submetidos a um pré-tratamento de desidratação durante 2 horas em uma estufa à 300ºC, posteriormente foram realizadas as análises de DRX, IR e TG. Quanto à matéria prima, foram realizadas análises físico-químicas, visando à caracterização do óleo de palma. Os produtos líquidos orgânicos (PLOs) obtidos foram submetidos a operações unitárias de separação, decantação e filtração simples em escala de bancada, para posteriormente serem realizadas análises físico-químicas e composicionais. Os PLOs foram destilados em uma coluna Vigreux de seis (06) estágios, e as frações condensadas foram coletadas de acordo com as faixas de destilação da gasolina (60ºC - 190ºC), querosene (190ºC - 235ºC) e diesel (235°C - 370ºC), para posteriormente serem caracterizadas. Verificou-se uma melhor eficiência para o catalisador carbonato de sódio a 15% m/m quanto a redução do índice de acidez, cerca de 1,7 mgKOH/g, assim como uma conversão mássica de 97% do óleo em PLO, notou-se também que, ao aumentar a quantidade de catalisador, isto favoreceu a obtenção de um produto final com uma melhor qualidade. A lama vermelha por outro lado, apresentou rendimentos de até 64% m/m e produtos com baixa acidez cerca de 62,90 mgKOH/g, comparando este resultado com dados encontrados na literatura. A partir dos resultados finais, verificou-se a eficiência dos catalisadores, no qual o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos com baixa acidez e com boas características para uso como combustível. / In this paper the crude distillation process of the liquid organic product obtained in the catalytic cracking of oil palm (Elaeis guineensis, Jacq) was studied in pilot scale , using the sodium carbonate (Na2CO3) and red mud catalysts by varying the percentage of catalyst in 10% m/m and 15% m/m for the raw material used , an operating temperature of 450ºC in order to obtain fractions of biofuels (bio-gasoline, bio-kerosene and bio-oil) similar to fuels derived from being fixed oil. The catalysts were subjected to a dehydration pre-treatment for 2 hours in an oven at 300°C, subsequently the XRD, IR and TG were performed. Regarding raw materials, physical and chemical analysis, aiming to characterize palm oil were performed. The organic liquid products (PLOs) were subjected to unit operations of separation, decanting and simple filtration bench scale should then be performed physical-chemical and compositional analyzes. The temples were distilled in a Vigreux column six (06) stages, and the condensed fractions were collected according to the ranges of the distillation of gasoline (60ºC - 190ºC) , kerosene (190ºC - 235ºC ) and diesel (235°C - 370°C), later to be characterized. There was a better catalyst efficiency for sodium carbonate 15% w/w as reducing the acid value about 1.7 mgKOH/g , and a conversion of 97% by weight of the oil in PLO was noted also, by increasing the amount of catalyst that favors the obtaining of an end product with better quality. The red mud on the other hand, showed yields of up to 64% m/m products with a low acidity of about 62.90 mgKOH/g, comparing this result with literature data. Based on the final results verified the efficiency of catalysts, the catalyst which sodium carbonate gave products with low acidity and good characteristics for use as fuel.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-17T12:11:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EquilibrioLiquidoLiquido.pdf: 2090840 bytes, checksum: 6f929fc002ac92d312bfb025305763e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-10T12:46:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EquilibrioLiquidoLiquido.pdf: 2090840 bytes, checksum: 6f929fc002ac92d312bfb025305763e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-10T12:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EquilibrioLiquidoLiquido.pdf: 2090840 bytes, checksum: 6f929fc002ac92d312bfb025305763e1 (MD5) Previous issue date: 2013 / O biodiesel é definido como sendo uma mistura de monoésteres de ácidos graxos derivados de gorduras animal ou óleos vegetais, obtido por meio do processo de transesterificação com alcoóis de cadeia curta. Durante a sua produção é utilizada uma quantidade em excesso de álcool e um catalisador para favorecer a reação de formação dos ésteres; desta forma a corrente de saída do reator contém o catalisador, o álcool que não reagiu e os produtos da transesterificação, biodiesel e glicerina, formando um sistema bifásico; dependendo do grau de solubilidade desses compostos, pode haver quantidades de biodiesel na fase rica em glicerina e quantidades de glicerina na fase rica em biodiesel. Durante o processo de purificação do biodiesel é necessário executar uma lavagem com água, para promover a retirada do catalisador e impurezas do produto de interesse. Devido à quantidade de compostos envolvidos na produção e purificação é essencial conhecer os dados de equilíbrio líquido-líquido para poder predizer as proporções em que os compostos coexistem e, posteriormente, proceder com a purificação sob condições adequadas para obtenção do biodiesel com maior rendimento e auxiliar no projeto do reator e sistemas de separação. Os objetivos desse trabalho foram produzir o biodiesel a partir de uma planta oleaginosa nativa da região, a castanha do Brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) e, determinar dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para os sistemas ternários: biodiesel de castanha do Brasil + metanol + glicerina e biodiesel de castanha do Brasil + metanol + água nas temperaturas de 30°C e 50°C. O biodiesel produzido foi inicialmente caracterizado segundo as normas da Agência Nacional de Petróleo (ANP) utilizando métodos físico-químicos. Os dados obtidos foram posteriormente correlacionados com os modelos termodinâmicos NRTL e UNIQUAC para o calculo do coeficiente de atividade de cada componente na fase liquida, com estimativa de novos parâmetros de interação energética. Os resultados obtidos com a modelagem foram satisfatórios, e foi observado que o modelo NRTL representou melhor os dados experimentais. / Biodiesel is defined as being a mixture of fatty esters derived of animal fats or vegetable oils, obtained through the process of transesterification with short chain alcohols. During the production is used a quantity in excess of alcohol and a catalyst to propitiate the formation reaction of esters; in this way the output flow of the reactor contains the catalyst, the unreacted alcohol and products obtained by transesterification, biodiesel and glycerin, forming a biphasic system; depending on the solubility of these compounds, will may there be amounts of biodiesel and glycerin-rich phase and quantities of glycerin in biodiesel-rich phase. During the process of purification of biodiesel it is necessary to accomplish a washing with water, to promote removal of the catalyst and impurities of the product of interest. Due to the amount of compounds involved in the production and purification is essential to know the liquid-liquid equilibrium data in order to predict the proportions in which the compounds coexist and subsequently, to proceed with purification under suitable conditions for obtaining biodiesel with greatest efficiency and to assist in the design of the reactor and tanks. The objectives of this work were to produce biodiesel from oleaginous plants native to the region, the Brazil nut (Bertholletia excelsa H. B. K.) and to establish liquid-liquid equilibrium data (ELL) to ternary systems: biodiesel of Brazil nut + methanol + glycerin and biodiesel of Brazil nut + methanol + water at temperatures of 30° C and 50° C. The biodiesel produced was initially characterized in accordance with the standards of the National Petroleum Agency (ANP) using physicochemical methods. The data obtained were afterward correlated with NRTL and UNIQUAC thermodynamic models for the calculation of the coefficient of activity of each component in the liquid phase, with new energetic interaction parameters obtained. The results obtained from the modeling were satisfactory, and was observed that the NRTL model represented better the experimental data.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T14:46:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaGranulometriaPropriedades.pdf: 1724796 bytes, checksum: 17d86629664c5ce62cce8459e4988dd7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-15T12:28:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaGranulometriaPropriedades.pdf: 1724796 bytes, checksum: 17d86629664c5ce62cce8459e4988dd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T12:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaGranulometriaPropriedades.pdf: 1724796 bytes, checksum: 17d86629664c5ce62cce8459e4988dd7 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O conhecimento de fatores que influenciam a reologia de polpa de bauxita faz-se necessário e importante para o controle de qualidade do processo de escoamento via mineroduto. O presente trabalho avaliou a influência de diferentes frações granulométricas (-100#+150#; -150#+200#; -200#+270#; -270#+325# e -400#) na reologia da polpa de bauxita transportada através do mineroduto da Mineração Paragominas S/A (MPSA). Foram realizadas análises de caracterização mineralógica, através da Difratometria de Raios-X (DRX) das frações de bauxita obtidas por peneiramento a úmido, sendo observada mineralogia semelhante (gibbsita, caulinita, hematita, goethita e anatásio) entre as diferentes frações granulométricas, havendo um incremento na concentração das frações mais grossas para frações mais finas analisadas. O estudo dos parâmetros reológicos foi realizado no viscosímetro Haake VT 550, com sensor tipo cilindros coaxiais SV1, a temperatura de 30ºC. Polpas de bauxita, com teor de sólidos constante e igual a 50% foram preparadas, a fim de se garantir as especificações de transporte seguro e eficaz por mineroduto. Ensaios de curvas de viscosidade aparente versus concentração de aditivo foram realizados utilizando-se o poliacrilato de sódio em concentrações que variaram de 0 – 1% (m/m) com o intuito de se determinar a concentração ideal de aditivo necessária à estabilização das polpas formuladas. Determinadas as concentrações ótimas de poliacrilato de sódio, os ensaios de histerese foram realizados. Verificou-se que quanto menor o diâmetro médio das partículas, maior a quantidade de aditivo faz-se necessária à estabilização da polpa e que a adição de poliacrilato de sódio à fração mais fina de bauxita ocasionou floculação do sistema. De uma maneira geral, o comportamento reológico das polpas de bauxita aditivadas com as respectivas concentrações ótimas de poliacrilato de sódio mostrou-se não-Newtoniano e dependente do tempo, apresentando características de fluido reopético para as frações com granulometrias entre 127 e 48,5 μm e comportamento tixotrópico para fração fina de diâmetro médio menor que 37 μm. A polpa de bauxita de granulometria fina e sem a adição de poliacrilato de sódio apresentou comportamento reopético. Observou-se, para as polpas de bauxita dispersas, que a diminuição do tamanho médio das partículas influencia a magnitude da área de histerese formada, causando uma diminuição do caráter reopético. / The knowledge of factors that influence the rheology of bauxite pulp is necessary and important for the quality control of the flow through the pipeline process.This work evaluated the effect of different granulometric fractions (-100#+150#; -150#+200#; -200#+270#; -270#+325# and -400#) on rheology of bauxite pulp that is carried through Mineração Paragominas S/A (MPSA) pipelines. Distinct fractions of bauxite obtained by wet screening were analyzed by an X-Ray Diffractometer (XRD) to determine the mineralogical composition of the samples. The results of those analysis revealed that each fraction has a similar composition (gibsite, kaolinite, hematite, goethit and anatase) though different proportion in the fractions. The studies of rheological parameters were developed by using Thermo Scientific HAAKE Viscotester 550 and the SV1 coaxial cylinder sensor at 30ºC. Bauxite pulps, with constant solids content and equal to 50 wt% were prepared in order to simulate the actual conditions of flow through the pipeline. Testing of apparent viscosity curves versus additive concentration were carried out using sodium polyacrylate at concentrations that ranged from 0 – 1 wt% in order to determine the optimal concentration of additive necessary to stabilize the bauxite pulp. From the results found of optimal concentration of sodium polyacrylate, the hysteresis tests were performed. It was found that the smaller the average particle diameter, the greater the amount of additive is necessary to stabilize the pulp and the addition of sodium polyacrylate in the finer fraction of bauxite caused the flocculation of system. In general, the rheological behavior of the bauxite pulps with their optimal concentrations of sodium polyacrylate was shown to be non-Newtonian and time dependent, with rheopetic behavior for fractions with granulometry between 127 and 48.5 micrometers and thixotropic behavior to fine fraction with average diameter smaller than 37 micrometers. The bauxite pulp formulated with the fine particle size and without addition of sodium polyacrylate showed rheopetic behavior. It was observed, for the dispersed bauxite pulps, that the decrease the average particle size influences the size of the hysteresis area formed, causing a decrease in rheopetic behavior.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T14:50:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemSimulacaoSolidificacao.pdf: 3488119 bytes, checksum: f4065f02c149d5324d7801f90b2bc0e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-15T12:52:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemSimulacaoSolidificacao.pdf: 3488119 bytes, checksum: f4065f02c149d5324d7801f90b2bc0e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T12:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemSimulacaoSolidificacao.pdf: 3488119 bytes, checksum: f4065f02c149d5324d7801f90b2bc0e8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Método das Linhas (MOL) foi utilizado na análise das equações que descrevem o processo de transferência de calor durante o processo de solidificação de ligas binárias. O modelo físico consistiu em simular a solidificação dessas ligas com base em resultados experimentais, existentes na literatura, obtidos em um dispositivo de solidificação direcional vertical ascendente. Um código computacional baseado em linguagem de programação FORTRAN 90/95, utilizando a sub-rotina DIVPAG da biblioteca IMSL, foi desenvolvido para resolver numericamente os sistemas de equações diferencias ordinárias. As variáveis térmicas tais como velocidade da isoterma liquidus (VL), gradiente térmicos (GL) e taxa de resfriamento (TR) foram determinadas a partir das curvas de resfriamento para ligas de três diferentes sistemas utilizados nesse trabalho (Al- Sn, Al-Cu e Sn-Pb). Finalmente, foram realizadas comparações dos resultados numéricos obtidos nesse estudo com valores da literatura, demonstrando a potencialidade da técnica utilizada em tratar problemas dessa natureza. / Method of Lines (MOL) was used to analyze the equations that describe the heat transfer process during solidification of binary alloys. The physical model consisted of simulating the solidification of these alloys based on experimental results available in the literature, obtained in a vertical upward directional solidification device. A computer code based on FORTRAN 90/95 programming language, using the subroutine library DIVPAG IMSL, was developed to numerically solve ordinary differential systems of equations. Thermal variables such as growth rate of liquidus isotherm (VL), thermal gradient (GL) and cooling rate (TR) were determined from the cooling curves for alloys of three different systems used in this study (Al-Sn, Al-Cu and Sn-Pb). Finally, comparisons of numerical results obtained in this study with literature values were performed, demonstrating the potential of the technique used in treating such problems.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T14:55:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemSimulacaoProcessos.pdf: 2691666 bytes, checksum: 7d7b152f8bdd96c51cda9787a6d9a5e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-15T15:00:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ModelagemSimulacaoProcessos.pdf: 2691666 bytes, checksum: 7d7b152f8bdd96c51cda9787a6d9a5e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T15:00:28Z (GMT). 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De modo geral, não ocorreram diferenças significativas na predição do equilibro de fases dos sistemas binários estudados, para ambas as equações, com as regras de mistura quadrática, Mathias-Klotz-Prausnitz (MKP) com dois e três parâmetros. Cabe destacar que a regra de mistura MKP com 3 parâmetros de interação binária apresentou os menores erros absolutos para os sistemas binários de hidrocarbonetos e CO2/ hidrocarbonetos. Para os ajustes de dados de equilíbrio dos sistemas multicomponentes de hidrocarbonetos, a equação de SRK combinada com a regra de mistura quadrática com 2 parâmetros de interação binária, foi a que apresentou os menores erros médios para os sistemas ternários e para o sistema com 5 componentes em ambas as fases. No estudo de caso do separador trifásico a equação de SRK com a regra de mistura RK-Aspen foi a que apresentou a maior separação da fase aquosa de todas as simulações (285,68 kg/h) contra 256,88 kg/h para a equação SRK, 249,81 kg/h para a equação PR e 152,90 kg/h para a equação PRSV, confirmando a grande influência do uso da matriz de parâmetros de interação binária determinada neste trabalho, com destaque para os parâmetros que representam as interações entre os hidrocarbonetos com a água. Os resultados das simulações com a planta simplificada de turbo-expansão estão de acordo com a análise descrita na literatura, apresentando as seguintes taxas de recuperação de etano: 84,045% para PRSV, 84,042% para SRK, 84,039% para TST e PR e 83,98% para RKAspen. O produto final da simulação publicada na literatura para o fracionamento de uma solução aquosa de acetona utilizando o processo de extração com CO2 supercrítico consistiu na corrente de saída do fundo da coluna de destilação a 65 atm (6586 kPa), com uma composição de 67,67 % de CO2 (74,3 kg/h), 31,11% de acetona (34,15 kg/h) e 1,21% (1,33 kg/h) de água em base mássica. Na simulação com o Aspen Hysys a corrente de saída da coluna de destilação foi submetida a um conjunto de separadores flash para a separação do CO2 atingindo a recuperação de 27 kg/h de acetona em três correntes (11,14 e 15) com menos de 5 kg/h residuais de CO2 e 0,8 kg/h de água. O fracionamento da solução aquosa de β- caroteno foi simulado com o Aspen Hysys, com uma coluna de múltiplos estágios em contracorrente e um separador flash vertical para a separação do CO2. As simulações convergiram com, no mínimo, cinco estágios. Foi obtida uma corrente de fundo (produto) do separador flash com 97,83% de β-caroteno contra 89,95% em massa, para a simulação de um extrator de um único estágio publicada na literatura. / The purpose of this work was to elaborate a database of binary interaction parameters of different mixing rules, for the Soave-Redlich-Kwong (SRK) and Peng-Robinson (PR) equations of state, using experimental data of binary and multicomponent systems of hydrocarbons, N2, CO2, water, β-carotene, ethanol, acetone and methanol, in order to apply in simulations with the Aspen Hysys fractionation processes, of natural gas into a simplified turbo-expansion process; fractionation of oil, gas and water, in three-phase separator, supercritical CO2 extraction of acetone from an aqueous solution and β-carotene from an aqueous solution in multistage countercurrent column. In general, there were no significant differences, to both equations, in the phase equilibrium prediction of the binary systems studied, between the quadratic and Mathias-Klotz-Prausnitz (MKP) mixing rules with two and three parameters. It is worth mentioning that the MKP mixing rule with 3 binary interaction parameters presented the smallest absolute errors for hydrocarbon binary systems and CO2/hydrocarbons systems. For the settings of hydrocarbons phase equilibrium multicomponent systems data, the SRK equation combined with quadratic mixture rule with 2 binary interaction parameters, was presented the lowest average errors for ternary systems and for system with 5 components in both phases. In the case study of three-phase separator the SRK equation with the mixing rule RK-Aspen was the one that presented the greater separation of the aqueous phase of all simulations (285.68 kg/h) against 256.88 kg/h to the SRK equation, 249.81 kg/h for the PR equation and 152.90 kg/h to PRSV equation, confirming the great influence of the use the binary interaction parameters matrix determined in this work, with emphasis on the parameters that represent the interactions between the hydrocarbons with water. The results of the simulations with the simplified plant turboexpansion are according to the analysis described in the literature showing the following recovery rates of ethane: 84.045% to PRSV, 84.042% for SRK, 84.039% for TST and PR and 83.98% for RK-Aspen. The final product of the simulation published in the literature for the fractionation of an aqueous solution of acetone by using supercritical CO2 extraction process consisted in the output current from the bottom of the distillation column at 65 atm (6586 kPa), with a composition of 67.67% CO2 (74.3 kg/h), 31.11% of acetone (34.15 kg/h) and 1.21% (1.33 kg/h) of water in mass base. In the simulation with Aspen Hysys the output current of the distillation column was subjected to a set of flash separators for separation of CO2 reaching the recovery of 27 kg/h of acetone in three currents (11.14 and 15) with less than 5 kg/h CO2 waste and 0.8 kg/h of water. The fractionation of aqueous solution of β- carotene was simulated with the Aspen Hysys, with a multistage countercurrent column and a vertical flash separator for separation of CO2. The simulations have converged with a minimum of five stages. It was retrieved from an underflow (product) flash separator with 97.83% of β-carotene against 89.95% by mass for the simulation of an extractor of a single stage published in the literature.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T15:07:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ArgilaCaulinitaRegiao.pdf: 2457333 bytes, checksum: ee7098be2b7bb35a607d2eae968adaa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-16T11:26:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ArgilaCaulinitaRegiao.pdf: 2457333 bytes, checksum: ee7098be2b7bb35a607d2eae968adaa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T11:26:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ArgilaCaulinitaRegiao.pdf: 2457333 bytes, checksum: ee7098be2b7bb35a607d2eae968adaa1 (MD5) Previous issue date: 2014-06-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As argilas têm alta viabilidade técnico-econômica para diversas aplicações industriais. Em certas regiões do estado do Pará as argilas são abundantes e sua extração ocorre de forma intensiva, sendo geralmente empregadas na fabricação de artefatos cerâmicos. A utilização de argilas modificadas como adsorventes na remediação de água contaminada tem sido objeto de diversas pesquisas. Neste trabalho foi estudada uma argila caulinitica sua caracterização e sua aplicação como adsorvente na forma “in natura” tratada termicamente na adsorção de BTX e após a modificação de sua superfície por surfactante catônico (HDTMA_Br), como adsorvente de oxiânions de cromo hexavalente. A argila proveniente do Distrito de Icoarací (PA) foi classificada por peneiramento, conforme a (NBR 7181). As frações “in natura” (FR-NAT) e modificadas (FR-ORG) e (FR-TR), partículas menores do que 44 μm foram submetidas às análises: difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X, ATG/ATD, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), determinação da área superficial (SBET), porosimetria de mercúrio, CTC e pHPCZ. Na composição do material argiloso identificaram-se: quartzo, caulinita e illita / muscovita; SiO2 (59,6%) e Al2O3 (17,5%). Os valores das propriedades: SBET de 21,8 m2/g; distribuição de tamanho de poros na região de mesoporos e macroporos; CTC de 17 (meq/100g) e valor do pHPCZ igual a 4,3. As análises de ATG/ATD das amostras de argilas organofilizadas mostraram que houve o carregamento da superfície da argila pelo surfactante (HDTMA-Br). Amostras de argila natural e modificada termicamente não apresentaram afinidade pelos compostos orgânicos (BTX). No estudo de adsorção de cromo hexavalente foi utilizado um planejamento fatorial (DCCR) utilizando como variáveis pH e concentrações de surfactante. A adsorção de cromo hexavalente pela argila natural não foi satisfatória, porém a argila modificada quimicamente atingiu valores satisfatórios. A partir da análise estatística dos dados de adsorção, somente a concentração de surfactante catiônico produziu efeitos estatisticamente significativos na remoção do adsorbato. / Clays have a high technical-economic viability for diverse industrial applications. In certain regions of State of Pará, clays are abundant and their extraction occurs intensively, usually used in manufactures of ceramic artifacts. The use of modified clays as adsorbents in the remediation of contaminated water has been the subject of several studies. In this work, a kaolinite characterization and its application as adsorbent in the form "in natura" heat treated in the adsorption of BTX and after modification of its surface by catônico surfactant (HDTMA-Br) was studied, as adsorbent of hexavalent chromium oxyanions. In the study of adsorption of chromium (VI) a factorial design (DCCR) was used, applying variables such as pH and concentrations of surfactant. The clay from Icoaraci District (PA) was classified by sieving, as (NBR 7181). Fractions "in natura" (FR-NAT) and modified (FR-ORG) and (FR-TR), with particles smaller than 44 m and the modified materials were submitted to analysis: x- ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence, ATG/DTA, electron microscopy (SEM), determination of surface area (SBET), mercury porosimetry, CTC and pH (pcz). The composition of the clay material were identified: quartz, kaolinite and illite/muscovite (I/M); SiO2 (59.6%) and Al2O3 (17.5%). The property values of: 21.8 SBET m2/g; pore size distribution in the mesopore and macropore region; CTC 17 (meq/100 g) and pHPCZ value equal to 4.3. The analyzes of ATG/DTA samples of organoclays showed that there was loading the clay surface by surfactant (HDTMA-Br). Samples thermally modified natural clay and showed no affinity for organic compounds (BTX). In the study of the adsorption of hexavalent chromium, a factorial design (CCRD) based on pH and concentration of surfactant was used. The adsorption of hexavalent chromium by natural clay was not satisfactory, but the chemically modified clay reached satisfactory values. From the statistical analysis of the adsorption data, only the concentration of cationic surfactant produced statistically significant effects in removing the adsorbate.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T15:12:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-16T12:16:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T12:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A alumina é um dos óxidos mais importantes na indústria cerâmica, sendo utilizado principalmente na forma de alumina calcinada ou fundida sendo aplicada, dentre outras formas, como material adsorvente. Neste trabalho desenvolveu-se um método de produção de alumina de transição a partir da mistura de gibbsita, proveniente do processo Bayer, e hidróxido de alumínio gel, proveniente de reação de sulfato de alumínio e hidróxido de amônio visando a aplicação como material adsorvente para remoção de Cu 2+ em solução aquosa. Foram investigadas as condições de adsorção incluindo tempo de contato e pH. Os ensaios foram realizados a 30 oC e 50 ºC, nos quais 1 g de alumina produzida foi submetida a contato com 100 ml de uma solução aquosa contendo Cu2+. As concentrações das soluções aquosas empregadas foram de 100, 200, 400, 800, 1600 e 2000 ppm de solução de sulfato de cobre. A caracterização das soluções de sulfato de cobre foi realizada em espectrofotometria UV e a caracterização do material produzido foi realizada através de DRX, EDX e área superficial BET. Avaliou-se o tempo de contato para o alcance do equilíbrio de adsorção sendo este tempo otimizado em 15 min. O efeito do pH sobre a adsorção mostrou que aumentando a temperatura de adsorção há um aumento do valor de pH em relação ao pH da solução inicial de sulfato de cobre. As isotermas de Langmuir e Freundlich apresentaram resultados satisfatórios para adsorção, sendo a isoterma de Langmuir a que melhor se ajustou aos dados de adsorção. Através das isotermas de equilíbrio verificou-se que o material produzido tem boa capacidade de adsorção para o íon Cu2+. / Alumina is one of the most important oxides in the ceramic industry, being used mainly in the form of calcined alumina or fused applied, among other ways, as adsorbent material. In this work is a transition alumina production method from a mixture of gibbsite, from the Bayer process, gel and aluminum hydroxide, from the reaction of aluminum sulfate and ammonium hydroxide targeting the application as an adsorbent material for removing Cu2 + in aqueous solution. Adsorption conditions including contact time and pH were investigated. Assays were carried out at 30 ° C and 50 ° C, in which 1 g of alumina produced was subjected to contact with 100 ml of an aqueous solution containing Cu2 +. The concentrations of the aqueous solutions employed were 100, 200, 400, 800, 1600 and 2000 ppm copper sulphate solution. The characterization of copper sulfate solutions was performed in UV spectrophotometry and characterization of the material produced was carried out by XRD, EDX and BET surface area. Evaluated the contact time to achieve the adsorption equilibrium which is optimized time 15 min. The effect of pH on the adsorption shows that the adsorption temperature increases there is an increased pH compared with the pH of the initial solution of copper sulfate. The isotherms of Langmuir and Freundlich had satisfactory results for adsorption, and the Langmuir isotherm that better fits the adsorption data. Through the equilibrium isotherms it was found that the material produced has adsorption capacity for Cu2 + ion.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T19:49:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SolucaoEquacoesBalanco.pdf: 13765561 bytes, checksum: 76cb5628e30109a10b363ed3f225400e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-25T21:39:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SolucaoEquacoesBalanco.pdf: 13765561 bytes, checksum: 76cb5628e30109a10b363ed3f225400e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T21:39:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SolucaoEquacoesBalanco.pdf: 13765561 bytes, checksum: 76cb5628e30109a10b363ed3f225400e (MD5) Previous issue date: 2011-12 / A evolução da distribuição do tamanho de partículas em muitos campos da ciência aplicada como cristalização, física de aerossol, química coloidal e processo de polimerização, pode ser obtida pela solução da equação de balanço populacional (PBE). A técnica da transformada de Laplace com inversão numérica foi usada para resolver uma equação integro-diferencial parcial que relaciona a modelagem matemática do problema físico para estudar processos convectivos com taxas de nascimento e morte de partículas e aerossóis. Tal modelo é governado PBE, na qual leva em consideração a nucleação, crescimento e processos de coagulação. Um método Bayesiano foi usado para resolver o problema inverso hiperbólico e não-linear, e estimar a função densidade de tamanho de partículas, e assim prever o comportamento dinâmico do sistema físico. Especificamente o filtro de partículas com amostragem e Reamostragem por Importância Sequencial (SIR) foi utilizado como metodologia de solução do problema. Através dessas soluções, resultados numéricos foram obtidos e comparados com os disponíveis na literatura para sistemas particulados, permitindo uma avaliação crítica da presente metodologia de solução. / The evolution of particle size distribution in many fields of applied science, such as crystallization, aerosols, colloids, and polymer processing, can be obtained by solving population balance equation (PBE). The Laplace transform technique with numerical inversion was used to solve an integro-partial-differential equation related to the mathematical modeling of the physical problem to study convective processes with birth and death rates of particles or aerosols. Such model is governed by the population balance equation (PBE), in which is taken into account the nucleation, growth and coagulation processes. A Bayesian method was employed to solve the hyperbolic and non-linear inverse problem and estimate the size distribution density function, thus predicting the dynamic behavior of the physical system. Specifically the particle filter with sampling Importance Resampling (SIR) has been applied as a method of solving the problem. From these solutions, numerical results were obtained and compared with those in the literature for particulate systems permitting a critical evaluation of the present solution methodology.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-06-29T18:39:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseTeoricoExperimental.pdf: 4179651 bytes, checksum: ab07d2cafac5064f8b99b315dd12c2e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-19T13:07:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseTeoricoExperimental.pdf: 4179651 bytes, checksum: ab07d2cafac5064f8b99b315dd12c2e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T13:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseTeoricoExperimental.pdf: 4179651 bytes, checksum: ab07d2cafac5064f8b99b315dd12c2e8 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O problema inverso de estimativa de parâmetro para o problema de biotransferência de calor em tecidos sintéticos foi analisado. Inicialmente uma abordagem experimental foi desenvolvida, através do aquecimento de um phantom sintético a partir da aplicação de ultrassom terapêutico. Perfis de temperatura, para diferentes casos envolvendo a variação das intensidades, isto é, 1W/cm2, 1,5W/cm2 e 2W/cm2 foram avaliados para 3 termopares posicionados ao longo do phantom sintético. Posteriormente um modelo matemático foi desenvolvido para representar o problema experimental. A solução do modelo foi obtida através da Técnica da Transformada Integral Clássica (CITT). Usando-se o método de Levenberg-Marquardt foi estimado a atenuação do phantom sintético desenvolvido, onde uma comparação foi realizada entre a solução experimental e o modelo teórico proposto. / The inverse problem of parameter estimation for the bioheat transfer problem in sintetic tissue was analyzed. Initially an experimental analysis was developed by heating a synthetic tissue using a ultrasound transducer. Different temperature profiles were obtained for 3 cases involving intensity variations: 1W/cm2, 1.5W/cm2 and 2W/cm2 for 3 thermocouples positioned along the sintetic tissue. A mathematical model was develeped to represent the experimental problem. The solution of this model was obtained using the Classical Integral Transform Technique (CITT). The Levenberg-Marquardt Method was used to solve the parameter estimation for the attenuation of sintetic tissue. A comparison between experimental solution and the mathematical model was performed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O biogás é um produto originado a partir da digestão anaeróbia de matéria orgânica que possui, principalmente, metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), sulfeto de hidrogênio (H2S) e vapor de água entre outros em menor quantidade. Para estes gases, procura-se otimizar o processo para aumentar a quantidade de metano e reduzir as de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. O gás CO2 reduz o poder de combustão do biogás e o H2S é altamente corrosivo, danificando equipamentos e tubulações. Atualmente, diversas tecnologias vêm sendo empregadas para o tratamento e a purificação do biogás e, dentre elas, se destacam as que utilizam o princípio da absorção em líquidos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência de remoção de CO2 e de H2S com diferentes soluções absorvedoras e compará-las em um estudo de viabilidade técnica para cenários específicos. As soluções absorvedoras utilizadas foram: água ultrapura, gás ozônio (O3) solubilizado em água, solução com hidróxido de sódio (NaOH), solução com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), solução contendo ferro complexado com ácido etilenodiaminotetraacético (Fe/EDTA) e um biofertilizante de um biodigestor anaeróbio alimentado com biomassa da suinocultura. Todos esses testes foram realizados em condições de temperatura e pressão ambientes. Para os ensaios em batelada com as soluções de água ultrapura, gás ozônio solubilizado em água, solução de NaOH (0,5 mol.L-1), solução de CaOH2 (0,250 mol.L-1) e solução de Fe/EDTA foi utilizado um biogás proveniente de um biodigestor de uma agroindústria. Para os ensaios com o biofertilizante foi utilizado um biogás sintético. Para a determinação de condições ótimas de tratamento com a solução de Fe/EDTA, foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) em que se avaliou a concentração de Fe/EDTA da solução e o pH. Em um segundo DCCR, avaliou-se o efeito da regeneração da solução sobre o tempo de saturação com H2S. No estudo de tratamento de biogás com o biofertilizante foi aplicado um Delineamento Composto Central (DCC) para verificar o efeito da concentração de biofertilizante e pH sobre o tempo de saturação da solução e eficiência na remoção de CO2 e H2S do biogás. Os resultados indicaram que a solução contendo o gás ozônio solubilizado não apresentou efeito significativo para o tratamento de biogás quando comparado com a água ultrapura. Quando comparadas as soluções alcalinas, a solução com NaOH apresentou alta eficiência na remoção, em média, de CO2 (83,98%) e H2S (100%) do biogás, sendo que a solução de Ca(OH)2, indicou menor eficiência na remoção de CO2 (30,1%) com remoção de 100% de H2S. Os resultados dos ensaios com biofertilizante in natura indicaram uma eficiência de remoção de, em média, 50% de CO2 e 90% de H2S, sendo que os ensaios de otimização indicaram que a variação do pH não altera consideravelmente a remoção de CO2, com maior remoção de H2S em pH alcalino. O estudo com as soluções de Fe/EDTA indicou que o pH tem influência direta sobre o tempo de saturação da solução com H2S em soluções regeneradas e recém preparadas. Este estudo possibilitou avaliar o desempenho destas soluções no tratamento de biogás e sua viabilidade técnica gerando um conhecimento mais aprofundado que permite avaliar sua aplicabilidade em escala real. / Biogas is a product originated from the anaerobic digestion of organic matter that has, mainly, methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and steam, among others in smaller quantity. For these gases, it is sought to optimize the process to increase the amount of methane and to reduce those of carbon dioxide and hydrogen sulfide. CO2 gas reduces the combustion power of biogas and H2S is highly corrosive, damaging equipment and piping. Currently, several technologies have been used for the treatment and purification of biogas and among them are those that use the principle of absorption in liquids. The objective of this research was to evaluate the efficiency of CO2 and H2S removal with different absorber solutions and to compare them in a technical feasibility study for specific scenarios. The absorber solutions used were: ultrapure water, ozone gas (O3) solubilised in water, solution with sodium hydroxide (NaOH), solution with calcium hydroxide (Ca(OH)2), solution containing iron complexed with ethylenediaminetetraacetic acid (Fe/EDTA) and a biofertilizer from an anaerobic biodigestor fed with swine biomass. All these tests were performed under room temperature and pressure conditions. For the batch tests with the solutions of ultrapure water, water solubilized ozone gas, NaOH solution (0.5 mol.L-1), Ca(OH)2 solution (0.250 mol.L-1) and Fe/EDTA solution was used a biogas from an agroindustry biodigester. For the biofertilizer trials a synthetic biogas was used. For the determination of optimal treatment conditions with the Fe/EDTA solution, a Rotational Central Compound Design (DCCR) was used in which the Fe/EDTA concentration of the solution and the pH were evaluated. In a second DCCR, the effect of the regeneration of the solution on the saturation time with H2S was evaluated. In the study of biogas treatment with the biofertilizer, a Central Compound Design (DCC) was applied to verify the effect of the concentration of biofertilizer and pH on the saturation time of the solution and efficiency in the removal of CO2 and H2S from the biogas. The results indicated that the solution containing the solubilized ozone gas had no significant effect on the treatment of biogas when compared to ultrapure water. When the alkaline solutions were compared, the solution with NaOH presented a high efficiency in the removal of CO2 (83.98%) and H2S (100%) of the biogas, on average, and the Ca(OH)2 solution indicated lower efficiency in the removal of CO2 (30.1%) with removal of 100% of H2S. The results of the fresh biofertilizer assays indicated a removal efficiency of on average 50% of CO2 and 90% of H2S, and the optimization tests indicated that the pH variation does not change considerably the removal of CO2, with higher removal of H2S at alkaline pH. The study with the Fe/EDTA solutions indicated that the pH has a direct influence on the saturation time of the solution with H2S in regenerated and freshly prepared solutions. This study made it possible to evaluate the performance of these solutions in the treatment of biogas and its technical feasibility, which generates an in depth knowledge that allows to evaluate its applicability in real scale.