Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T16:40:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RodineiSampaio_M.pdf: 2347644 bytes, checksum: 570201718512caa045e3c4a633fcb75f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: : É feito um estudo da influência da aplicação do método da colocação ortogonal à modelagem de colunas de destilação operando em regime transiente. Isso é alcançado pela comparação entre resultados obtidos pelo modelo clássico e pelo modelo de ordem reduzida, construídos exatamente sob as mesmas considerações dentre as quais podemos citar que as vazões de líquido e vapor ao longo da coluna e o acúmulo molar de líquido nos pratos variam. São utilizadas equações de balanços de massa e energia relações de equilíbrio termodinâmico de fases e uma equação representativa da hidrodinâmica da coluna. O modelo é testado para vários exemplos. Quando aplicada uma perturbação em uma colunas operando em estado estacionário, o modelo de ordem reduzida levou a resultados muito bons na representação dos perfis de vazão, composição e temperatura com o tempo e na obtenção do novo estado estacionário, com um sensível redução na ordem do sistema e no tempo de computação / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Albert James Kascheres / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-17T03:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobre_CintiaMariaRubodeSouza_M.pdf: 5224874 bytes, checksum: 477c2718ef7c65ea238a8cd7606090a1 (MD5) Previous issue date: 1987 / Mestrado

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T22:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuzJunior_LuizFernandodeLima_M.pdf: 5739493 bytes, checksum: 9da94bf1d44a4da6cb35cafabd1dc8b7 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Um modelo dinâmico realístico da coluna em batelada foi desenvolvido, o qual incluiu as equações dos balanços de massa e energia, os acúmulos líquidos ("holdups") na coluna e considera o cálculo rigoroso das propriedades termodinâmicas. O modelo gera um sistema de equações diferenciais e algébricas freqüentemente rígido ("stiff"). Um método confiável e robusto de integração numérica foi empregado e ajustado para problemas de destilação em batelada, e além disso foi comparado outros métodos de integração. O modelo foi validado utilizando simulações e dados experimentais apresentados na literatura, este mostrou-se representativo e versátil. A flexibilidade da coluna em batelada foi analisada, utilizando-se duas misturas com características termodinâmicas diferentes, e além disso também foram modificadas a composição da carga inicial e a razão de refluxo. Esta está diretamente ligada ao grau de idealidade da mistura a ser separada. A composição da carga inicial também exerce grande influência no desempenho de uma coluna de destilação em batelada com "design"fixo. As influências do holdup dos pratos e das volatilidades dos componentes no método de integração foram avaliadas. O desempenho do método é mais afetado pelo holdup quando as volatilidades são elevadas. Além da influência no método de integração, os holdups dos pratos e do condensador interferem no comportamento da destilação em batelada. Holdups elevados podem levar a uma menor recuperação ou até a não obtenção dos produtos desejados. Em alguns casos os comportamentos foram diferentes do anteriormente citado. Gráficos tri-dimensionais foram empregados para representar as composições instantâneas e acumuladas do destilado em função do tempo para diferentes razões de refluxo gerando superfícies de resposta para uma separação. A visualização destes gráficos contribuiu para o melhor entendimento da separação para diferentes composições de carga inicial. Duas estratégias de operação foram comparadas e resultados equivalentes (produção e consumo total de energia) foram obtidos. Outra configuração da destilação em batelada, a destilação invertida, foi modelada rigorosamente e simulada usando o mesmo método de integração. Os resultados foram comparados com os obtidos para o esquema convencional. A destilação invertida, em geral, não é melhor que a convencional, porém, em alguns casos a obtenção do produto rico em componente mais pesado foi melhor (menores tempo e consumo de energia), levando em conta que este era o produto desejado. Talvez a operação alternada entre as duas configurações levasse a um melhor desempenho de uma determinada separação / Abstract: A realistic dynamic model of batch columns was developed, which has included material and energy balances equations, liquid holdups of the column and also considered the rigorous calculation of thermodynamic properties. The model generates a system of differential and algebraic equations, which is frequently stiff A reliable and robust numerical integration technique was employed and adjusted for batch distillation problems, and futhermore it was compared with others integration methods. The model has been validated using experimental data and simulations presented in the literature. It has been representative and versatile. The flexibility of a batch column was analysed using two mixtures with different thermodynamic characteristics , and moreover the initial charge composition and the reflux ratio have been changed. There is a direct relation between the flexibility and the ideality degree of the mixtures to be distillated. The initial charge composition has also a large influence on batch columns performance with a fixed designo The influences of plate holdup and component volatilities on the integration method has been evaluated. The method performance is more affected by plate holdup at great component volatilities. Besides the influence in the numerical integration method, plate and condenser holdups interfere on the behaviour of batch distillation. Large holdups can bring a lower recovery or even cause no production of desired products. In some cases, behaviours were different from this. Three-dimensions graphics were employed to represent instantaneous and acumulated distillate compositions as a function of batch time for different reflux ratios generating response surfaces for a given separation. The visualization of these graphics has contributed for a better understanding of separation for different initial charge compositions. Two operating strategies were compared and equivalent results (production and energy total consumption) were obtained. Other configuration of batch distillation, inverted batch distillation, was rigorous modelIed and simulated using the same integration technique. The results were compared with those obtained for the convetional scheme. The inverted distillation, in general, is not better than the conventional one, but, in some cases the obtaintion of the product that is rich in the heavier component was better (lower batch time and energy consumption), taking into account that it was the only desired product. Perhaps the alternated operation, between these two configurations, bring a better performance of a given separation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T03:10:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Job_FernandoPretelPereira_M.pdf: 5358294 bytes, checksum: 51c6721fdd80e282eac5e25ea0e76a02 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: As observações experimentais do comportamento hidrodinâmico de dispersões que se formam sobre os pratos mostram que estas apresentam bolhas grandes e jatos de gás que fazem com que a eficiência de separação decaia acentuadamente. Com o objetivo de aumentar a eficiência da transferência de massa nas dispersões sobre um prato perfurado sem vertedor, foi acrescentado um leito de particulas a ser fluidizado pelas correntes de liquido e vapor. Nestas condições o presente trabalho estuda o efeito da adição de diversas quantidades de particulas de policloreto de vinila (O, 2, 4, 8 e 16g) a serem fluidizadas pelo liquido e vapor da dispersão, de forma a evitar a formação ou permitir a quebra de bolhas de grande diâmetros ou jatos de vapor, aumentando assim a interfacial entre as fases liquida e vapor. Para tal foi utilizada uma coluna de 5 cm de diâmetro com apenas um prato perfurado com 21% de área livre. A coluna foi operada em refluxo total, fixando-se a composição em 20, 40, 60, 80 e 90% de etanol e variando-se a vazão de vapor desde o limite minimo correspondente ao ponto de minima retenção de dispersão no prato, para operações sem sólidos ou de minima fluidização para as operações com sólidos, até seu limite máximo, que corresponde ao ponto onde a dispersão ocupa todo o espaço do estágio...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Modelos simplificados fisicamente interpretáveis são importantes em diversas aplicações industriais. Colunas de destilação, dada sua importância para a lucratividade da planta e por consumirem muita energia, requerem modelos estáticos e dinâmicos dessa natureza, que auxiliem para a sua operação ótima. Como aplicações de tais modelos, destacam-se controle, otimização e treinamento de operadores. Esse campo de pesquisa é promissor, uma vez que, apesar da complexidade destes sistemas, estes apresentam uma dinâmica dominante de baixa ordem para as composições. Nesta dissertação é proposto um método rápido e preciso para determinação desta dinâmica dominante. Para tanto, considera-se uma coluna como sendo a combinação de quatro subsistemas: condensador (I), refervedor (II), zona de retificação (III) e zona de esgotamento (IV). Para (III) e (IV) são propostas expressões simples e com significado físico (shortcuts dinâmicos) para as constantes de tempo dominantes de cada seção. Expressões completas para o modelo estático de cada seção são também propostas em conjunto com um método para a geração da respectiva álgebra de blocos, que evidencia os reciclos entre os estágios de cada seção. Os reciclos entre os subsistemas (I) a (IV) são os responsáveis pelo deslocamento dos polos dominantes de cada seção, o que conduz à dinâmica dominante da coluna. Este fenômeno é explicado pela álgebra de blocos entre estes subsistemas proposta neste trabalho. Ainda que as expressões para as constantes de tempo dominantes de cada seção sejam oriundas de um modelo linearizado da mesma, a álgebra de blocos entre as seções introduz a não linearidade que explicita a dinâmica dominante da coluna, decorrente das correntes de refluxo. Por serem sistemas multivariáveis, shortcuts para a predição da direcionalidade, com base no deslocamento dos perfis de composições estacionárias de cada seção após estas sofrerem perturbações, são também propostos. Shortcuts para a álgebra de blocos, que explicitam qual seção da coluna é a dominante frente à outra, também são apresentados. Todas as métricas citadas são rápidas e precisas. Os erros relativos correspondentes aos modos dinâmicos são em sua maioria inferiores a 10% quando comparados com o respectivo modelo linear completo. A álgebra de blocos é exata e fornece métricas para explicar a dinâmica dominante de colunas. Contudo, é necessário ter posse de um modelo linear. Na ausência deste, almeja-se que as bases dinâmicas do método proposto auxiliem para o desenvolvimento de modelos caixa cinza para colunas reais, com o auxílio de dados de planta. / Simplified models that provide insight about the system physics are important to many industrial applications. Distillation columns, due to their contributions to process profitability and their high energy consumption, require static and dynamic models of this class, which are helpful to their optimal operation. Key applications of such models are control, optimization and operator training. This research field is promising, since despite distillation columns having complex dynamic behavior, their composition responses present low order dynamics. In this work, a fast and accurate method, for prediction of the mentioned dominant response, is presented. For this goal, the column is considered as the combination of four subsystems: condenser (I), reboiler (II), rectifying zone (III) and stripping zone (IV). For (III) and (IV), simple expressions for the dominant time constant of each column section, featuring insight of the physics (dynamic shortcuts), are proposed. Full expressions for the static gains of each section are also proposed with a method to generate the respective block diagram algebra. The recycle streams between all the (I) to (IV) subsystems move the poles of each subsystem, leading to the column dominant dynamics. This is explained by the full block algebra between all the subsystems that’s proposed in this work. Even if the dominant time constants of each section are generated from its linear model, the block algebra between the sections inserts the non-linearity that explains the column’s dominant behavior due to the recycle streams. Since distillation columns are multivariate systems, shortcuts that predict the process directionality, with basis on the stationary composition profiles changes, are also proposed. Shortcuts for the block diagram algebra, which make explicit the section with dominant dynamics, are also presented. All of the methods presented are fast, simple and accurate. The relative errors for the sections time constants are mostly inferior to 10% when compared to the respective full order linear model. The block algebra is exact and provides insight on the dominant dynamic behavior of the columns. However, linear models of the systems are required. In absence of linear models, one important future goal of this work is to verify its applicability to build grey box models, with support of industrial data, for real columns.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-14Bitstream added on 2014-06-13T20:21:39Z : No. of bitstreams: 1 rota_mb_dr_arafcf.pdf: 1157883 bytes, checksum: 23ec64127ff9f3b94deaf756f650cf77 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A cachaça, bebida fermento-destilada mais consumida no Brasil, tem uma produção anual estimada em 1,3 bilhão de litros, envolvendo mais de 5 mil marcas registradas e a estimativa é de que existam ainda mais de 40 mil produtores não registrados, em todo país. Para obtermos uma cachaça de boa qualidade, além dos cuidados que devem ser tomados durante seu processo de produção e o atendimento às exigências dos padrões de qualidade exigidos pela Legislação Brasileira, essa bebida deve apresentar qualidade sensorial que satisfaça ou supere as expectativas de seus consumidores. Para isso, os compostos voláteis, tais como ésteres, álcoois superiores e compostos carbonílicos, assumem papel de grande importância na caracterização do aroma e sabor característicos da cachaça. O processo de bidestilação para a obtenção da cachaça vem sendo atualmente estudado mas, com a revisão bilbiográfica, pode-se observar que o perfil aromático dessa nova bebida e da cachaça tradicionalmente obtida é geralmente determinado pelos compostos presentes maioritariamente nessas bebidas, exigidos pela Legislação Brasileira, não se conhecendo o efeito desse processo de destilação nos compostos odoríferos importantes para a qualidade sensorial dessas bebidas. Portanto, os compostos voláteis de amostras de cachaça obtidas tradicionalmente e pelo processo de bidestilação, submetidas ou não ao processo de envelhecimento, foram determinados por CG-Olfatometria, sendo encontrados 54 compostos odorantes importantes, dos quais 47 foram identificados. Essa técnica evidenciou a maior complexidade aromática das cachaças bidestiladas, pela presença, nessas amostras, de um maior número de compostos odorantes importantes, em relação às amostras tradicionais. Dentre os compostos considerados importantes para o aroma da cachaça, 12 foram destacados... / The sugar cane spirit, distilled beverage yeast-most consumed in Brazil, has an estimated annual production of 1.3 billion liters, involving more than 5000 trademark and it is estimated that there are more than 40 thousand farmers not registered in any country. To obtain a good quality of sugar cane spit, and care should be taken during their production process and meeting the requirements of the quality standards required by Brazilian law, this drink should have sensory quality that meets or exceeds the expectations of its consumers. For this, the volatile compounds such as esters, higher alcohols and carbonyl compounds, assume major role in the characterization of the aroma and flavor of sugar cane spirit. The process of bidistilled for obtaining the cachaça is currently being studied but with the bibliography review, we can observe that the flavor profile of this new beverage and sugar cane spirit traditionally obtained is generally determined mainly by compounds present in these beverages, as required by Brazilian law , not knowing that the effect distillation process in important odoriferous compounds for the sensory quality of these beverages. Therefore, the volatiles compounds of sugar cane spirit samples traditionally obtained and obtained by the bidistilled process, subjected or not to the aging process were determined by GC-Olfactometry, founded 54 important odorant compounds, 47 of which were identified. This technique showed the greater aromatic complexity of bidistilled cachaças by the presence in these samples, a greater number of important odorous compounds for traditional samples. Among the compounds considered important to the aroma of sugar cane spirit, 12 were highlighted for their contribution in defining the aromatic base of this beverage, and 10 were considered responsible for promoting the sensory differences observed among samples. The Quantitative Descriptive Analysis of cachaça samples was carried out by nine judg

Orientador: João Bosco Faria / Banca: Rubens Monti / Banca: Daniela Cardoso Umbelino Cavallini / Banca: André Ricardo Alcarde / Banca: Helena Maria André Bolini / Resumo: A cachaça, bebida fermento-destilada mais consumida no Brasil, tem uma produção anual estimada em 1,3 bilhão de litros, envolvendo mais de 5 mil marcas registradas e a estimativa é de que existam ainda mais de 40 mil produtores não registrados, em todo país. Para obtermos uma cachaça de boa qualidade, além dos cuidados que devem ser tomados durante seu processo de produção e o atendimento às exigências dos padrões de qualidade exigidos pela Legislação Brasileira, essa bebida deve apresentar qualidade sensorial que satisfaça ou supere as expectativas de seus consumidores. Para isso, os compostos voláteis, tais como ésteres, álcoois superiores e compostos carbonílicos, assumem papel de grande importância na caracterização do aroma e sabor característicos da cachaça. O processo de bidestilação para a obtenção da cachaça vem sendo atualmente estudado mas, com a revisão bilbiográfica, pode-se observar que o perfil aromático dessa nova bebida e da cachaça tradicionalmente obtida é geralmente determinado pelos compostos presentes maioritariamente nessas bebidas, exigidos pela Legislação Brasileira, não se conhecendo o efeito desse processo de destilação nos compostos odoríferos importantes para a qualidade sensorial dessas bebidas. Portanto, os compostos voláteis de amostras de cachaça obtidas tradicionalmente e pelo processo de bidestilação, submetidas ou não ao processo de envelhecimento, foram determinados por CG-Olfatometria, sendo encontrados 54 compostos odorantes importantes, dos quais 47 foram identificados. Essa técnica evidenciou a maior complexidade aromática das cachaças bidestiladas, pela presença, nessas amostras, de um maior número de compostos odorantes importantes, em relação às amostras tradicionais. Dentre os compostos considerados importantes para o aroma da cachaça, 12 foram destacados... (Resumo completo, clica acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar cane spirit, distilled beverage yeast-most consumed in Brazil, has an estimated annual production of 1.3 billion liters, involving more than 5000 trademark and it is estimated that there are more than 40 thousand farmers not registered in any country. To obtain a good quality of sugar cane spit, and care should be taken during their production process and meeting the requirements of the quality standards required by Brazilian law, this drink should have sensory quality that meets or exceeds the expectations of its consumers. For this, the volatile compounds such as esters, higher alcohols and carbonyl compounds, assume major role in the characterization of the aroma and flavor of sugar cane spirit. The process of bidistilled for obtaining the cachaça is currently being studied but with the bibliography review, we can observe that the flavor profile of this new beverage and sugar cane spirit traditionally obtained is generally determined mainly by compounds present in these beverages, as required by Brazilian law , not knowing that the effect distillation process in important odoriferous compounds for the sensory quality of these beverages. Therefore, the volatiles compounds of sugar cane spirit samples traditionally obtained and obtained by the bidistilled process, subjected or not to the aging process were determined by GC-Olfactometry, founded 54 important odorant compounds, 47 of which were identified. This technique showed the greater aromatic complexity of bidistilled cachaças by the presence in these samples, a greater number of important odorous compounds for traditional samples. Among the compounds considered important to the aroma of sugar cane spirit, 12 were highlighted for their contribution in defining the aromatic base of this beverage, and 10 were considered responsible for promoting the sensory differences observed among samples. The Quantitative Descriptive Analysis of cachaça samples was carried out by nine judg / Doutor

Tese de mestrado. Engenharia de Manutenção Industrial. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de doutoramento. Engenharia Química. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Orientador: Celso Luíz da Silva / Banca: Carlos Eduardo Vaz Rossell / Banca: Geraldo Luiz Palma / Resumo: A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação com relação à destinação da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e inorgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça "in natura" no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aquíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbica, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo filme descendente. o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de múltiplos efeitos de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com os dados da planta. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100m³/h de vinhaça e recupera cerca de 80 m³/h de água para o processo de usina. o balanço foi elaborado através de um software comercial (Sugars ) sendo que os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. Os coeficientes de transferência de calor e a área dos evaporadores foram calculados a partir de correlações da literatura. Analisou-se também recuperação de água em uma usina fictícia que produz 1.000 m³/dia de etanol, visando avaliar a evaporação de vinhaça como possível tecnologia a ser empregada para se atingir os requerimentos da resolução nº 88 da Secretaria de Estado do Meio Ambiente, que determina o consumo de água nas usinas em até 1 m³ por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The perspective of increase in ethanol fuel production causes a worry about the vinasse destiny, an industrial waste ethanol distillation. The vinasse is a pollutant with high concentrations in organic compounds and it needs to te treated. Nowadays, the use of vinasse "in natura" in the soil is a common practice; however there are controversies about increase in the salts concentration in soil and water table contamination. Among vinasse treatment processes, there are several scientific approaches about vinasse evaporation, that can be carry on in falling film evaporators. Te proposal of this work was to study the decrease in the vinasse amount with the evaporation process, what does not eliminate the use of concentrated vinasse as a fertilizer. For this, it was elaborated the mass and energy balance for a multiple effect evaporation plant of vinasse based in Potorendaba city, São Paulo State. The obtained results were compared with the plant data. The evaporation plant has a process capacity of around to 100 m³/h and it recovers around to 80 m³/h of water to the mill process. The balance will be obtained through process modeling and simulation software (Sugars), it being the results agreed with the plant information. The heat transfer coefficients and the areas for the evaporators were calculated from literature correlations. It also was analyzed the water recovery of a fictitious sugar and ethanol mill that produces 1,000 m³/day of ethanol, in order to evaluate the vinasse evaporation as possible technology to be employed to attend the requirements of the law number 88 of Environment State Department, which determines a maximum water consumption of 1 m³ per tons of sugar cane processed. Finally, it was analyzed the potential reduction of vinasse transport cost by tank trucks / Mestre