Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stahl_NilsonSergioPeres_M.pdf: 6050168 bytes, checksum: 313f69cf009fa3870bae69137a811149 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : A utilização do carvão ativado em pó (CAP) em algumas estações de tratamento de águas de abastecimento, principalmente em determinadas regiões do Brasil, tem ocorrido, sem que qualquer acompanhamento da variação da qualidade final da mesma, tenha, realmente, acontecido devido a essa tecnologia aplicada. Deste modo foi objetivo deste trabalho, estudos sobre a influência do uso do CAP, no tratamento de águas de abastecimento oriundas de um manancial, sanitariamente desprotegido, que abastece uma grande parte da "Região Metropolitana" de Campinas, SP, Brasil. Foi desenvolvida investigação experimental da influência do pré tratamento de águas de mananciais superficiais, com o uso do CAP em diferentes dosagens, bem como em relação a diferentes tempos de detenção. CAP oriundos de diferentes fornecedores foram utilizados durante o desenvolvimento do trabalho, apresentando resultados bastante diferenciados. Foram obtidos diagramas de coagulação no mecanismo de varredura, para a determinação das melhores faixas de operação, para o processo seguinte ao de aplicação do CAP. Foram estudados quesitos relativos à remoção de turbidez, cor parente, variação de valores de pH, de sais de ferro e manganês total, bem como de carbono orgânico total (COT). Os resultados obtidos puderam mostrar a importância dos diagramas de coagulação, quando se trata da aplicação do CAP em ETAs do tipo convencionais, bem como a importância da fonte de fornecimento do carvão ativado no tocante às características física~ e propriedades de adsorção. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The use of powdered activated carbon (PAC) in some Brazilian plants has happened without any accompaniment in the variation of the final water quality, as a result of this tecnology. This way, the objective of this work is to study the PAC influence on the water treatment supply from sanitary umprotected sources that provide a large part of the Campinas 'Metropolitan Region', SP, Brazil. An experimental investigation was developed about the influence of the use of PAC on the superficial water supply pretreatment, in different dosages and residence times, as well. PAC from different manufactures were used during the work, presenting different results. Coagulation diagrams were gotten in the 'sweep coagulation' in order to get the best operation zone for the next process of PAC application. Points on turbity and color removal, pH values variation, iron and manganese salts, and total organic carbon (TOC) as well, were investigated. The investigation results show the importance of using the coagulation diagram in the PAC application in convencional plants, as weIl the PAC sources, concerning at its fisical characteristics and adsorption proprierties. The work outstands the necessity of making the phisical, adsorption, chemical and phisiochemical tests before the PAC application. Afier filtration by a ' / Mestrado / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T09:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Weber_Adriana_M.pdf: 13048673 bytes, checksum: 7f6b614741a715cd20b2f7f38e9d7043 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Frutoligossacarídeos são oligômeros de frutose compostos principalmente de 1-kestose, nistose e frutosilnistose e podem ser produzidos a partir de sacarose através da ação de transfrutosilação de enzimas obtidas de vários microrganismos e plantas. Frutoligossacarídeos são utilizados como adoçantes não digeríveis na alimentação humana e considerados fisiologicamente úteis por melhorar a população intestinal das bifidobactérias. O objetivo deste trabalho foi estudar a produção de frutoligossacarídeos a partir de levanasacarase de Zymomonas mobílís imobilizada em reator de coluna. Para imobilização da enzima foram testados suportes como carvão ativado, resinas de troca catiônica e aniônica. A eficiência do suporte foi avaliada através da determinação da atividade de levanasacarase no sobrenadante do meio fermentado acrescido do suporte. O carvão ativado foi selecionado como suporte para imobilizar a enzima, visto que se obteve 46,25% de imobilização de levanasacarase (0,1 UI da enzima imobilizados por grama de carbono) com retenção de 50% desta atividade. A síntese de frutoligossacarídeos foi realizada com a enzima imobilizada em reator de coluna (20 x 0,6 cm) e a temperatura da coluna foi mantida a 50°C. O reator foi alimentado com diferentes vazões, com soluções de sacarose de 10 a 50% operando sem reciclo e nas proporções 3:1 a 7:1 para sacarose e frutose operando com reciclo. A vazão de alimentação dentro dos limites estudados não apresentou influência sobre o comportamento hidrolítico e de tranfrutosilação da enzima. A síntese de 0,42% (p/p) de frutoligossacarídeos foi observada em sistemas com reciclo e frutose adicionada ao meio. A caracterização do reator de coluna foi realizada através da determinação da distribuição do tempo de residência (DTR), sendo observados tempos médios de residência de 4,31 a 16,03 minutos quando operado com vazões de 1,31 a 6,75 cm3/min, respectivamente. / Fructoligosaccharides are fructose oligomers and are mainly composed of 1-kestose, nystose and fructosilnystose, and can be produced from sucrose through the transfructosylating action of enzymes obtained from various microrganisms and plants.The mixture of fructoligosaccharides is used as nondigestible sweetener for humans and regarded to be physiologically useful because it improves the intestinal population of Bifidusbacteria. The continuous production of fructoligosaccharides can be achieved by using immobilized enzyme fructoligosaccharides-producing. The objective of this work was to study the fructoligosaccharides synthesis by immobilized levansucrase from Zymomonas mobilis CCT 4494 in column reactor. Several resins were tested for the immobilization: activated carbon, cationic and anionic-exchange resins. The carriers efficiency was evaluated trough assay activity of levansucrase in the supematant of the fermented medium. Activated carbon was selected for enzyme immobilization, since 46.25% of levansucrase was immobilized with this support with 50% retention of activity (0.1 lU immobilized enzyme per gram of carbon). The fructoligosaccharides synthesis was operated in column reactor (20 x 0.6 em) through enzyme immobilization and the temperature of the column was maintained at 50°C. The column was fed with varied flow rates, with 10 to 50% sucrose solutions when operated without recycle. When operated with recycle, it was used sucrose and fructose solutions at the ratios of 3:1 and 7:1. The influence of varying flow rates was not observed in the hydrolytic and transfructosylating action of the enzyme. The synthesis of 0.42% (w/w) of fructoligosaccharides was observed at recycle systems when fructose was added. The column reactor was characterized by determination of distribution of residence time (RTD). It was observed average residence time as from 4.31 to 16.03 min with flow rate in the column varying from 1.31 to 6.75 cm3/min, respectively. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Tomomasa Yano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_EneidaGoncalvesLemes_M.pdf: 6403857 bytes, checksum: aba606a1028881cdd6692f20d1eb780b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic digital document / Mestrado / Microbiologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Roberto Herminio Moretti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T20:50:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tavares_PauloEduardodaRocha_M.pdf: 8175606 bytes, checksum: f1977b00fce0920916e7a12a9f64253e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O trabalho foi realizado com o objetivo de desenvolver uma tecnologia para obtenção de um extrato de café verde descafeinado, usando como adsorvente carvão ativado e recuperação da cafeína adsorvida com o uso de solventes orgânicos. O processo foi realizado em coluna carregada com carvão ativado, utilizando-se dentre os tipos de carvão ativado disponíveis comercialmente os carvões CPG, CAL e APA todos obtidos da Calgon Carbon Corporation - USA., circulando pela mesma extrato de café verde, com três diferentes vazões: 10, 30 e 60 ml/min, medindo-se o teor de cafeína durante a extração e a porcentagem de retenção de cafeína pelos carvões. Foi avaliada também a eficiência do cloreto de metileno, álcool etílico comercial 99,5°GL e ácido acético glacial 50% na recuperação da cafeína adsorvida. Observou-se que a porcentagem de descafeinação teve variação em função da vazão e do tipo de carvão, com a porcentagem de cafeína extraída diminuindo com o aumento da vazão. O carvão tipo CAL apresentou uma melhor eficiência de extração comparativamente aos dois outros tipos de carvão em todas as vazões testadas, com exceção da vazão de 10 ml/min na qual o carvão APA apresentou uma rendimento levemente superior. O carvão tipo CPG apresentou um rendimento bastante inferior aos demais tipos. Considerando que a taxa de extração de cafeína obtida na vazão de 10 ml/min foi levemente superior a taxa obtida a 30 ml/min e bastante superior em relação a de 60 ml/min concluiu-se que a nível industrial a utilização de vazão de 30 ml/min é mais vantajosa. Dos solventes orgânicos utilizados na recuperação da cafeína, o cloreto de metileno foi o que apresentou melhor rendimento frente aos demais solventes. Como conclusão final, a melhor vazão foi 30 ml/min, o melhor carvão o tipo CAL e o melhor solvente para recuperação da cafeína o cloreto de metileno / Abstract: The objective of this research was the development of technology for the production of a decaffeinated raw coffee extract using activated carbon as absorbant and recuperation of the caffeine using organic solvents. The process was carried out in columns filled with the activated carbon, the following commercially available types, all produced by Calgon Carbon Corporation, USA, being tested: CPG, CAL and APA. The raw coffee extracts were circulated through the columns at three different flow rates: 10, 30 and 60 ml/min, measuring the levels of caffeine extracted and the % retention of caffeine by the activated carbons. The efficiencies of methylene chloride, commercial 99,5°GI ethanol and 50% glacial acetic acid in the recuperation of the caffeine were also evaluated. It was show that the percent decaffeination varied as a function of flow rate and type of carbon, with the percent caffeine extracted decreasing with increase in flow rate. The CAL type of activated carbon showed greater extraction efficiency as compared to the other two types at all flow rates, with the exception efficiency of 10 ml/min, at which the APA carbon showed a slightly higher yield. The CPG carbon was distinctly superior to the other two. Considering that the extraction rate at 10 ml/min was only slightly superior to that at 30 ml/min, but considerably superior to that at 60 ml/min, it was concluded that on an industrial scale, flow rate of 30 ml/min would be the most indicated. Of the organic solvents used to recuperate the caffeine, methylene chloride was show to be superior to the other two. It was concluded that the best flow rate was 30 ml/min, the best activated carbon was the CAL type and that methylene chloride was the best solvent to recuperate the caffeine / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Jose Antonio Dermengi Rios / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamashita_Fabio_M.pdf: 2280590 bytes, checksum: 5a06674fa37bb7d4561dcff222b0853b (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho descreve a montagem e instrumentação de uma célula de medida de geometria cilíndrica com diâmetro interno de84 mm e 1000 mm de comprimento, desenvolvida para determinar a condutividade térmica efetiva de leitos empacotados fixos, formados por partículas microporosas adsortivas, a baixas pressões. Foram determinados os valores de condutividade térmica de um leito empacotado com 2,8 kg de carvão ativado granulado (marca Carbomafra, tipo C-119), inicialmente adsorvido com diferentes massas de gás hélio e, posteriormente, com metanol. Foi utilizado um método radial, absoluto e estacionário. O carvão ativado C-119 foi caracterizado com respeito a sua granulometria, densidade, umidade inicial e porosidade externa. A partir dos valores experimentais dos perfis de temperatura, foram determinadas as condutividades térmicas efetivas do leito de carvão anidro sob vácuo e adsorvido com gás hélio. Com estes dados, foram calculados os parâmetros dos modelos teóricos de Bauer e Schlünder, e de Kunii e Smith, que prevêem a condutividade térmica de leitos fixos. Utilizando estes modelos, foram determinadas as condutividades térmicas teóricas da partícula de carvão. Determinou-se, experimentalmente, a condutividade térmica efetiva do leito em função da massa de metanol adsorvida e de diferentes gradientes de temperatura. A partir destes resultados, foi proposta uma modificação ao modelo de Bauer e Schlünder, levando-se em conta a variação da condutividade térmica da partícula de carvão com a pressão do leito.Esta modificação propiciou uma excelente concordância do modelo com os dados experimentais / Abstract: This work describes the assembling and instrumentation of a cylindrical measure cell with 84mm of diameter and 1.000mm long, developed to determine the effective thermal conductivity of fixed packed beds made of microporous adsorbent particles, at low pressures. Thermal conductivities were determined for bed of 2,8 kg of granulated active carbon (Carbomafra trademark, type C-119), initially adsorbed with different masses of helium gas and after with methanol. Radial, absolute and stead~ state method were used. The C-119 active carbon was characterized in relation to its granulometry, density, initial moisture and external porosity. From experimental values of temperature profiles, the effective thermal conductivities of the anhydrous carbon bed under vacuum and adsorbed with helium gas were determined. Data were used to compute the parameters of Bauer and Schlünder's, and Kunii and Smith's theoretical models, which predict the thermal conductivity of fixed beds. Applying these models, there were determinate the theoretical thermal conductivities of carbon particle. The effective thermal conductivity of the bed was determined experimentally in relation to the adsorbed mass of methanol and the different gradients of temperature. From these results, it was proposed a modification in the Bauer and Schlünder's model, that considers the thermal conductivity variation of the carbon particle according to the bed pressure. This new model showed an excellent agreement with experiments / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345552.pdf: 4305089 bytes, checksum: b0f1f044f011bef9ab8fdd4234e6a2b6 (MD5) Previous issue date: 2016 / A presença de compostos orgânicos pertencentes ao grupo dos poluentes emergentes, tal como o herbicida Atrazina, em mananciais, é preocupante pelo seu potencial nocivo a saúde humana. Consequentemente, há um grande interesse no desenvolvimento de tecnologias capazes de remover, de forma eficiente, estes compostos em estações de tratamento de água. Neste contexto, esta pesquisa teve por objetivo avaliar um sistema híbrido adsorção/filtração na remoção de Atrazina de água de abastecimento. O material adsorvente testado foi o carvão ativado em pó superfino (S-CAP), obtido a partir da moagem do carvão ativado em pó (CAP), produzido a partir de diferentes materiais precursores, sendo estes, o carvão betuminoso (BC), a madeira (WD) e a casca de coco (CS). No sistema híbrido foram utilizadas membranas de microfiltração de polivinilideno, com tamanho de poro de 0,1 µm. Para a água de estudo foi utilizada água sintética acrescida ou não de matéria orgânica natural (MON) proveniente do Rio Suwannee (RSMON) ou cálcio; também foram realizados ensaios com água natural proveniente do Rio Edisto (REMON). A metodologia foi dividida em três etapas distintas, sendo estas a caracterização do material adsorvente, os estudos cinéticos e os ensaios de adsorção/filtração. Na caracterização do material adsorvente, foi observado que características como tamanho de partícula, teor de oxigênio, pHpzc e área superficial variaram com o tempo de moagem e apresentaram correlação entre si. Os estudos cinéticos apontaram cinéticas de adsorção mais rápidas da atrazina para os BC S-CAPs, quando comparados com o BC CAP, principalmente na presença da RSMON. Os estudos de adsorção/filtração foram avaliados em termos de eficiência de remoção e fluxo de permeado. Todos os S-CAPs testados promoveram uma melhor remoção de atrazina quando comparado com seu respectivo CAP; entretanto, nenhum dos carvões testados se apresentaram eficientes na remoção da MON. Para todos os carvões testados, o fluxo do permeado variou de acordo com o tamanho de partícula dos S-CAPs, principalmente para os tempos de moagem mais longos (menores tamanhos de partículas). A MON foi a maior responsável pelo fouling da membrana, e não a presença das partículas de S-CAPs, conforme esperado, e a adição de cálcio auxiliou na obtenção de fluxos de permeado mais altos para os BC S-CAPs. No geral, observou-se que S-CAPs produzidos com tempos de moagem mais curtos, entre 10 e 30 minutos, apresentaram uma boa eficiência de remoção da atrazina e uma perda de fluxo aceitável, permitindo assim concluir que estes S-CAPs são os mais favoráveis para serem utilizados para o revestimento de membranas em sistemas híbridos.<br> / Abstract : Trace-contaminant synthetic organic chemicals (SOCs) such as pesticides, pharmaceuticals, and personal care products found in drinking water supplies are an increasingly worrisome threat to public health. Therefore, there is a great interest of developing technologies capable of removing these compounds from water in water treatment plants. In this context, the main objective of this study was to evaluate a hybrid adsorption/membrane system aiming atrazine removal from drinking water. The adsorbent used was the superfine powdered activated carbon (S-PAC), produced by milling activated carbons (PAC) of different materials, bituminous coal (BC), wood (WD) and coconut shell (CS). Microfiltration PVDF membranes with 0,1 µm average pore size were used. The performance of the hybrid system was evaluated for a varied water matrix, with or without NOM from Suwannee River (SRNOM) and calcium; and natural water from Edisto water was also used. The methodology was divided in three main steps, adsorbent characterization, kinetics studies and adsorption/membrane experiments. The first step showed that the adsorbent characteristics, such as particle size, oxygen content, pHpzc and surface area varied with the milling time and showed statistical correlation with each other. The second step showed the BC S-PACs faster kinetics, compared with the parent PAC, for atrazine, especially with SRNMO containing water. The adsorption/membrane system was evaluated in terms of removal efficiency and permeate flux. For every condition studied and for each carbon tested, the atrazine removal by S-PACs was superior to the respective parent PACs. NOM adsorption was not found to be significantly higher on S-PAC than PAC, and the general removals were low. Oxygen content and specific external surface area (both of which increased with longer milling times) were the most significant predictors of atrazine removal. The permeate flux varied with the S-PAC particle size, especially for the longer milling times (smaller particle sizes). In most experiments, NOM caused much greater fouling than S-PAC. In the presence of NOM, calcium resulted in improved flux of the BC S-PACs by aiding in the capture of NOM within the carbon layer. In this study carbons milled for the relatively short time (relatively low energy) of 10-30 minutes were the most favorable to be used in hybrid systems.

ALVES, J. B. A. Desenvolvimento de sistema híbrido PSA/TSA aplicável à separação de hidrogênio de produtos da reforma a vapor. 2016. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-21T13:18:06Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfaalves.pdf: 1426278 bytes, checksum: 8579892d37e0cdba8ed2d3c1283d9b8c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-21T18:09:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfaalves.pdf: 1426278 bytes, checksum: 8579892d37e0cdba8ed2d3c1283d9b8c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T18:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_jfaalves.pdf: 1426278 bytes, checksum: 8579892d37e0cdba8ed2d3c1283d9b8c (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / The hydrogen has been showed as a promising alternative in the world energetic scenario.Considered like a clean combustion fuel, for doesn’t produce particulates and carbon oxides, its use fits to requirements of nowadays context that the planet faces. One of the way to produce hydrogen is by thermochemical conversions, Steam reforming of Hydrocarbons or biomass gasification. However, the product’s current that is generated presents in its composition, in addition to hydrogen, species that causes potentially negative environmental impacts. Between technologies applied to the hydrogen separation from these products are the cyclic processes of separation by adsorption. For this motive was developed a hybrid system of separation by adsorption, that permits the study of PSA/TSA cyclic steps, in a bed filled with activated carbon WV1050 and percolated by a syngas equimolar mixture. The adsorption equilibrium was evaluated by the gravimetric technique, obtaining the adsorption isotherms, and kinetic was approached by LDF model. Simulations were developed to produce breakthrough curves that permitted the determination of theoretical bed capacity. Was used a classical mathematic model and the simulations were made in gPROMS® environment (Process System Enterprise, London, UK). Was experimentally verified, in tested conditions, the fast bed saturation when it was pressurized with the feed mixture (syngas). The adsorption equilibrium of booth species on WV1050 could be described by the Langmuir Model and the heat of adsorption could be calculated by the Van’t Hoff equation. The theoretical bed capacity, for the CO adsorbed quantity, obtained by simulation was compared with the adsorbed quantity that the experimental isotherm showed, in the same pressure and temperature of 30ºC. For pressures of 3,5 and 5 bar, was verified that the model provided a slightly higher value that the showed by the isotherm. / O hidrogênio tem se mostrado como uma alternativa promissora no cenário energético mundial. Considerado como um combustível de queima limpa, por não produzir substâncias particuladas nem óxidos de carbono, seu uso se adequa às exigências do contexto atual que o planeta enfrenta. Uma das formas de se produzir hidrogênio é por meio de conversões termoquímicas, Reforma a Vapor de Hidrocarbonetos ou gaseificação da biomassa. Entretanto, a corrente de produto que é gerada apresenta em sua composição, além do hidrogênio, espécies causadoras de impactos ambientais potencialmente negativos. Dentre as tecnologias aplicáveis à separação de hidrogênio a partir destes produtos, estão os processos cíclicos de separação por adsorção. Por essa razão, foi desenvolvido um Sistema de Separação por Adsorção híbrido, que permitiu o estudo das etapas de um ciclo PSA/TSA, em um leito preenchido com carbono ativado WV1050 e percorrido por uma mistura equimolar de gás de síntese. O equilíbrio de adsorção foi avaliado por meio de gravimetria, obtendo-se as isotermas de adsorção, e a cinética de adsorção foi aproximada pelo modelo LDF. Simulações foram desenvolvidas para obtenção de curvas de breakthrough que permitissem o cálculo da capacidade teórica do leito. Foi utilizado modelo matemático clássico e as simulações foram desenvolvidas em ambiente gPROMS® (Process System Enterprise, London, UK). Verificou-se experimentalmente, nas condições testadas, a rápida saturação do leito quando este era pressurizado com a própria mistura de alimentação (gás de síntese). O equilíbrio de adsorção para ambas as espécies sobre o WV1050 pode ser descrito pelo Modelo de Langmuir e o calor de adsorção pode ser calculado a partir da equação de Van´t Hoff. A capacidade teórica do leito, para a quantidade de CO adsorvida, obtida por simulação foi comparada com a quantidade adsorvida que a isoterma experimental fornecia, na mesma pressão e temperatura de 30ºC. Para pressões de 3,5 e 5 bar, foi verificado que o modelo forneceu um valor ligeiramente maior que o apresentado pela isoterma.

BEZERRA, D. P. Modifying state-of-art adsorbents for CO2 capture by amine incorporation and ion-exchange. 2014. 109 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T13:28:37Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_dpbezerra.pdf: 1987921 bytes, checksum: 789a879eb43b19b70f1c2ad184e6ed4b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-03T13:24:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_dpbezerra.pdf: 1987921 bytes, checksum: 789a879eb43b19b70f1c2ad184e6ed4b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T13:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_dpbezerra.pdf: 1987921 bytes, checksum: 789a879eb43b19b70f1c2ad184e6ed4b (MD5) Previous issue date: 2014-05-08 / CO2 is the major Greenhouse Gas (GHG), which may cause undesired consequences to the environment, such as global warming. There are many options for CO 2 separation, among which adsorption on porous materials is highlighted in this work. Activated c arbons and zeolites have been proposed as potential adsorbents due to their natural affinity for CO 2 and to the possibility of tailoring textural properties and surface chemistry to enhance capacity and selectivity under specific capture scenarios. This th esis focuses on changing the surface chemistry of conventional adsorbents, by means of amine impregnation and ion - exchange, so as to examine the effect of such modifications on their performance for CO 2 capture. The experimental section was divided into th ree distinct studies. Initially, CO 2 adsorpti on isotherms were obtained on X zeolite functionalized with increasing concentrations of 2 - aminoethanol ( monoethanolamine , abbreviated as MEA ) . Subsequently, activated carbon was investigated as a support for a min e impregnation for CO 2 capture. Lastl y, a study of ion exchange in X z eolite was conducted in order to investigate the influence of different compensation cations in CO 2 capture. In general, MEA impregnation led to a deterioration in the textural proper ties of the examined adsorbents, which are essentially microporous. It seems the amine s fill completely the micropores , as the concentration of impregnating solution increases. There is experimental evidence that part of the loaded amine covalently bonds t o the zeolitic framework. CO 2 adsorption capacity is always lower for MEA impregnated solids than for the pristine support at 298 K, but the same is not true at 348 K. X zeolite keeps texture and crystalline structure intact upon ion - exchange. CO 2 adsorpti on is enhanced for smaller and lighter compensating cations, such as Li , reaching 4.82 mmol/g at 348 K and 1 bar . In terms of working capacity (between 0. 1 and 1 bar) at 298 K, Ba exchanged X zeolite performs better than the other solids . It remains to be studied in future work the CO 2 /N 2 and CO 2 /CH 4 selectivity of such materials in dry and humid conditions / CO2 é o principal Gás de Efeito Estufa (GEE), que pode causar consequências indesejáveis ao meio ambiente, como o aquecimento global. Há muitas opções para a separação de CO2, entre as quais a adsorção em materiais porosos é destaque neste trabalho. Carbonos ativados e zeólitos têm sido propostas como potenciais materiais adsorventes, devido à sua afinidade natural com o CO2 e para a possibilidade de adaptar as propriedades texturais e química de superfície para aumentar a capacidade e seletividade em cenários de captura específicos. Esta tese se concentra em modificar a química da superfície de adsorventes convencionais, por meio de impregnação de amina e troca-iônica, de modo a avaliar o efeito de tais modificações sobre o seu desempenho de captura de CO2. A secção experimental foi dividida em três estudos distintos. Inicialmente, isotermas de adsorção de CO2 foram obtidos em zeólito X funcionalizado com concentrações crescentes de 2-aminoetanol (Monoetanolamina, MEA). Subsequentemente, o carbono ativado, foi investigado como um suporte para a impregnação de amina para a captura de CO2. Por último, um estudo de troca iônica em zeólito X foi realizada a fim de investigar a influência de diferentes cátions de compensação na captura de CO2. Em geral, MEA impregnação conduziu a uma deterioração nas propriedades texturais dos adsorventes estudados, que são essencialmente microporosos. Quanto maior a concentração da solução de impregnação aumenta, maior é o preenchimento dos microporos por aminas. Há evidências experimentais de que parte da amina carregada liga covalentemente à estrutura zeolítica. A capacidade de adsorção de CO2 é sempre menor para amostras impregnadas do que para o suporte puro a 298 K, contudo em temperatura maiores, 348 K, é possível observar melhorias. Zeólito X mantém textura e estrutura cristalina intacta nas amostras de troca-iônica. Adsorção de CO2 é reforçada por cátions de compensação menores e mais leves, como Lítio, atingindo 4,82 mmol/g a 348 K e 1 bar. Em termos de capacidade de trabalho (entre 0,1 e 1 bar) a 298 K, o Ba em zeólito X tem um desempenho melhor do que os outros sólidos. Ele continua a ser estudado em trabalhos futuros a CO2/N2 e CO2/CH4 seletividade de tais materiais em condições secas e úmidas.

RAMOS, J. E. T. Carbono ativado com metais suportados como adsorventes para dessulfuração profunda da gasolina comercial. 2013. 161 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T16:15:19Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_jetramos.pdf: 2760258 bytes, checksum: 8c6a0e753f072613dbe060ad43c95fdd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T13:27:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_jetramos.pdf: 2760258 bytes, checksum: 8c6a0e753f072613dbe060ad43c95fdd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T13:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_jetramos.pdf: 2760258 bytes, checksum: 8c6a0e753f072613dbe060ad43c95fdd (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / In this study, modified carbonaceous materials were prepared by metals impregnation (copper, silver and palladium) for removing sulfur from synthetic solutions of benzothiophene in iso-octane solutions and also in commercial gasoline. Benzothiophene adsorption of iso-octane solutions (mixture model) was measured by fixed bed experiments filled with activated carbons with and without metal impregnation in three different temperatures: 30, 45 and 60°C. Breakthrough curves were simulated according to a mathematical model that considers operation nonlinear isothermal adsorption equilibrium, axial dispersion flow and mass transfer described by Linear Driving Force model (LDF). The LDF model for gas adsorption kinetics is frequently and successfully used for analysis of adsorption column dynamic data and for adsorptive process designs because it is simple, analytic, and physically consistent. The results confirmed the efficiency of activated carbons used in sulfur compounds adsorption, especially when its surface is modified with metals. Adsorption capacities, qm, were significant obtained for materials used, values in order of 1.08 mmol S/gads for GF45 activated carbon, 2.00 mmol S/gads for GF45/CuCl2 activated carbon, 2.38 mmol S/gads for GF45/AgCl activated carbon and 2.71 mmol S/gads to GF45/PdCl2 activated carbon to the mixture model and 0.14 mmol S/gads for GF45/AgCl activated carbon, 0.23 mmol S/gads to GF45 activated carbon, 0.30 mmol S/gads for GF45/CuCl2 activated carbon and 1.00 mmol S/gads for GF45/PdCl2 activated carbon, showing an improvement when working with materials impregnated with metals. In terms of selectivity, there was a better value for this parameter studies in material impregnated with palladium. With respect to process reversibility, it was observed that adsorption area was twice value of desorption area for all materials. This demonstrates that activated carbon has no good reversibility, ie, activated carbon retains part of adsorbate even after purging, which will ultimately decreasing the amount of same active sites over successive cycles of adsorption/desorption. Adsorptive processes for removing sulfur components can be a viable alternative to complement the HDS process. / No presente estudo foram preparados materiais carbonosos modificados mediante a impregnação de metais (cobre, prata e paládio) para a remoção de enxofre a partir de soluções sintéticas de benzotiofeno numa concentração de 50 a 400ppm em iso-octano e em amostras de gasolina comercial. A adsorção do benzotiofeno em solução de iso-octano (mistura modelo) foi avaliada através de experimentos em coluna de leito fixo recheada com carbonos ativados com e sem impregnação de metais em três temperaturas distintas: 30, 45 e 60°C. Curvas de breakthrough foram simuladas de acordo com um modelo matemático que considera operação isotérmica, equilíbrio de adsorção não linear, fluxo com dispersão axial e transferência de massa descrita por uma aproximação de força motriz linear (LDF). Os resultados confirmaram a eficiência da utilização dos carbonos ativados em processos de adsorção de compostos sulfurados, principalmente quando se modifica sua superfície com metais. Foram obtidas capacidades máximas de adsorção significativas para os materiais utilizados de 1,08 mmol S/gads para o carbono ativado GF45; 2,00 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/CuCl2; 2,38 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/AgCl e 2,71 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/PdCl2, quando se utilizou a mistura modelo. Para a gasolina real, obtiveram-se 0,14 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/AgCl, 0,23 mmolS/gads para o carbono ativado GF45, 0,30 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/CuCl2 e 1,00 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/PdCl2, evidenciando uma melhoria ao se trabalhar na adsorção com materiais impregnados com metais. Em termos de seletividade foi observado um maior valor para este parâmetro nos estudos realizados com o carbono impregnado com paládio. Com relação à reversibilidade do processo foi observado que a quantidade adsorvida foi, em geral, o dobro da quantidade dessorvida quando da passagem de solvente puro sem mudança da temperatura para todos os materiais estudados. Este fato demonstra que o carbono ativado não possui uma boa regenerabilidade, ou seja, o carbono ativado retém parte do adsorbato mesmo após a purga, o que acaba diminuindo a quantidade de sítios ativos do mesmo ao longo de ciclos sucessivos de adsorção/dessorção, embora se espere uma melhor recuperação a temperaturas mais elevadas. O modelo de transporte dispersivo foi empregado para reproduzir o comportamento das curvas breakthrough e estimar parâmetros de transferência de massa, utilizando o solver comercial gPROMS. Assim, processos adsortivos para a remoção de componentes sulfurados a baixas concentrações podem ser uma alternativa viável como complemento à unidades de hidrodessulfuração (HDS).

PEIXOTO, H. R. Modelagem da separação de CO2 em processos de pós-combustão por PSA. 2015. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-05-08T16:09:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-22T18:57:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T18:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Adsorption processes involving carbon dioxide (CO2) capture and sequestration have been objects of different studies. A typical problem is the separation of CO2 from fuel gases emitted in power plants in order to mitigate the global warming effects. Recently, Pressure Swing Adsorption (PSA) technology is being applied to this separation. However, design and analysis of adsorption processes are a difficult task due to the large number of parameters involved. This work studies the dynamics of this separation in activated carbons C141 and WV 1050 through commercial software Aspen Adsorption (AspenTech®). First, we evaluated the ability of the software reproducing experimental fixed bed data in C141 reported on literature, considering the mixture 10% of helium (carrier gas), 15% dioxide carbon and 75% nitrogen, molar basis. The results showed satisfactory resemblance to the literature. From a scale-up of the analyzed system, it was sized a PSA apparatus at 298 K operating with two columns and four steps: adsorption, depressurization, purge and repressurization (Skarstrom cycle). High-pressure step was at 3.0 bar and regeneration at 1.1 bar. Fuel gas mixture simulated was composed only of CO2 and N2; the molar fraction of the first component at the feed stream was 15%. The product stream in C141 showed purity and recovery of carbon dioxide from approximately 23% and 60% on a molar basis, respectively. The productivity was 0.72 t CO2 kg-1 year-1. Through the study of design variables such as column diameter and length, feed and purge flow rate, feed composition and step times, the product purity exceeded 30 % and the recovery bordered 75%, with maximum productivity of 1.02 t CO2 kg-1 year-1 for some process settings. The process yields in WV 1050 were 26.5 % purity, 47 % recovery and 0.53 t CO2 kg-1 year-1 / Processos de adsorção envolvendo a captura e o sequestro de dióxido de carbono (CO2) vêm sendo objetos de diferentes estudos. Um dos problemas típicos analisados é a separação do CO2 a partir dos gases de queima emitidos em plantas energéticas com o intuito de mitigar os efeitos do aquecimento global. Recentemente, a tecnologia Pressure Swing Adsorption (PSA) está sendo aplicada para este tipo de separação. Entretanto, o projeto e a análise de processos de adsorção são uma tarefa difícil devido à grande quantidade de parâmetros envolvidos. Este trabalho estuda a dinâmica dessa separação nos carbonos ativados C141 e WV 1050 através do software comercial Aspen Adsorption da AspenTech®. Inicialmente, foi avaliada a capacidade do software no que diz respeito à reprodução de dados experimentais de leito fixo reportados na literatura, que consideram a mistura como sendo, em base molar, 10 % de hélio (gás de inerte), 15 % de dióxido de carbono e 75 % de nitrogênio. Os resultados obtidos apresentaram semelhança satisfatória aos da literatura para o sólido C141. A partir de um scale-up desse sistema analisado, foi dimensionada uma PSA a 298 K de duas colunas e quatro passos: adsorção, despressurização, purga e repressurização (ciclo Skarstrom). A etapa de maior pressão ocorre a 3,0 bar e a regeneração a 1,1 bar. Considerou-se que o gás de queima é composto apenas por CO2 e N2, sendo a fração molar de alimentação do componente de interesse de 15%. Para C141, a corrente de produto apresentou pureza e recuperação de dióxido de carbono de aproximadamente 23 % e 60 % em base molar, respectivamente, com produtividade de 0,72 t CO2 kg-1 ano-1. Através do estudo de variáveis de projeto como diâmetro e comprimento da coluna, vazão de alimentação e de purga, composição de alimentação e tempos das etapas do ciclo, a pureza do produto ultrapassou os 30 %, a recuperação se aproximou de 75 % e a produtividade máxima foi de 1,02 t CO2 kg-1 ano-1 para algumas configurações do processo. Os rendimentos para o adsorvente WV 1050 foram: pureza de 26,5 %, recuperação de 47 % e produtividade de 0,53 t CO2 kg-1 ano-1