Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324108.pdf: 2577521 bytes, checksum: 3fc750250e34d0e9baab9325767c3b8f (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesse trabalho, estudou-se experimentalmente a interação entre chamas planas laminares e uma superfície isotérmica em configuração de escoamento em plano de estagnação, avaliando a influência da distância entre elas no limite de estabilidade, no coeficiente de transferência de calor médio e na eficiência de transferência de calor, para diferentes velocidades de chama e razões de equivalência. O combustível utilizado foi o gás natural fornecido comercialmente a partir do Gasoduto Bolívia-Brasil. Esse estudo tem aplicação em situações onde há contato entre chamas laminares e superfícies sólidas. Para isso, utilizou-se um trocador de calor na forma de uma superfície circular isotérmica posicionado sobre um queimador de chama plana do tipo McKenna, com a face paralela à superfície do queimador. A superfície do trocador era mantida isotérmica por meio de um escoamento de água circulando no seu interior o qual permitira também medir a taxa de transferência de calor da chama para a superfície. A eficiência térmica foi definida como a razão entre a taxa de transferência de calor entre a chama e a superfície e a entalpia (PCS) associada ao escoamento de gás natural. Os testes foram realizados com velocidades de chama variando entre 17 e 23 cm/s e com razões de equivalência entre 0,8 e 1,0. A medida que a distância de separação entre a superfície isotérmica e a superfície do queimador era reduzida, observava-se uma transição entre a chama plana estabilizada na superfície do queimador e uma chama curva estabilizada na borda do queimador e ancorada em ambos, queimador e trocador de calor. A distância na qual essa transição ocorria permaneceu entre 1,8 mm e 2,3 mm e foi associada à distância de extinção para uma chama laminar pré-misturada em configuração de plano de estagnação. A distância de extinção decresce com o aumento da velocidade de chama e aumenta com o aumento da razão de equivalência. A taxa de transferência de calor situou-se entre 64 e 97 W/m2-K e a eficiência térmica entre 0,2 e 0,3 para espaçamentos entre o queimador e a superfície entre 2,5 mm e 6,5 mm. As incertezas nas medições de vazões de gases e de água de resfriamento do trocador de calor são responsáveis por mais de 70% das incertezas associadas aos resultados. <br> / Abstract : In this work, the flame stability limit and the average heat transfer coefficient between a flat flame and an isothermal stagnation plane was investigated experimentally, for different flame speeds and equivalence ratios, using natural gas as fuel. This study finds application in situations where there is contact between solid surfaces and laminar flames. The laminar flat flame was generated on the surface of a McKenna burner. The isothermal surface was a circular flat surface with diameter equal to the flame diameter, positioned over the flat flame burner facing parallel to the surface of the burner. A water flow keeps the surface isothermal and allows for the measurement of the heat transfer from the flame to the surface. A thermal efficiency is defined as the ratio of the heat transfer rate to the isothermal surface and the enthalpy flow rate (higher) carried by the natural gas flow. The tests were conducted at flame speeds varying between 17 and 23 cm/s and equivalence ratios between 0.8 and 1.0. As the surface was progressivelly approximated to the burner surface, the flame suffered a transition from a flat flame stabilized on the burner surface to a curved flame stabilized at the edge of the burner, anchored both in the isothermal and the burner surface. The distance when this transition occurred remained within 1.8 and 2.3 mm and was associated to a quenching distance for the stagnation plane flame. It decreased as the flame speed increased and increased for the higher equivalence ratios. The measured heat transfer coefficients between the flame and the surface varied from 64 to 97 W/m2-K and the thermal efficiency of the heat transfer to the isothermal surface varied between 0.2 and 0.3 for spacings between the burner and the surface from 2.5 mm to 6.5 mm. The measurement uncertainties associated with the gas flow rates and the water flow rate in the isothermal surface accounted for over 70 % of the uncertainties associated to the results.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325146.pdf: 1714956 bytes, checksum: 64a85de0a188f90fde9d8433da14ba4c (MD5) Previous issue date: 2013 / Na área têxtil os padrões de qualidade dos produtos passam a ser cada vez mais abrangentes. O controle de resíduos químicos no produto final, especialmente resíduos de agrotóxicos no algodão é um dos quesitos já exigido no mercado internacional. Neste trabalho foi desenvolvida e testada uma metodologia adequada à determinação de multirresíduos de agrotóxicos em fibra de algodão, cujo diferencial em relação aos métodos tradicionais, além de ser um método multirresíduos, no qual, em uma só análise são determinados múltiplos compostos em um GC/MS, é aplicado ultrassom como método de extração e o método QuEChERS como um método de limpeza. Foram selecionados 30 agrotóxicos para validação da metodologia desenvolvida, sendo os seguintes grupos: organofosforados, organoclorados, piretróides, ciclodienoclorados, carbamatos e dinitroanilinas. Foram testadas as metodologias soxhlet e ultrassom com solventes de polaridades variadas. Para a limpeza do extrato foram testados os adsorventes florisil®, alumina, zeólita, sílica e o método QuEChERS. Para a validação do método analítico foi testado à seletividade, linearidade, exatidão, precisão, robustez, limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ). As fortificações das amostras foram realizadas em 3 níveis de concentração, 30 ng/mL, 100 ng/mL e 200 ng/mL. Dos 30 agrotóxicos 24 apresentaram recuperação de 70% a 120%, com coeficiente de variação percentual (CV) inferior a 3%. A metodologia desenvolvida foi utilizada para análise dos mesmos agrotóxicos em 6 amostras de pluma de algodão, procedente dos EUA, Argentina, Regiões Sul e Nordeste do Matogrosso, Piauí, Bahia e amostras de tecidos procedentes da indústria têxtil dos setores de matéria-prima crua, estamparia, tingimento e acabamento. Em 03 (três) amostras analisadas, foi encontrado resíduo acima dos limites estabelecidos pela Norma Eco Tex 100. Devido ao efeito matriz (contaminação) nenhum dos métodos apresentados na literatura foi eficiente na análise de agrotóxicos em pluma de algodão, já o método desenvolvido demonstra ser rápido, eficiente e robusto para ser aplicado na determinação de resíduos de agrotóxicos em pluma de algodão.<br> / Abstract : In the textile quality standards of products become increasingly comprehensive. The control of chemical residues in the final product, especially for pesticide residues in cotton is one of the requirements already required in the International market. We have developed and tested a methodology suitable for multiresidue determination of pesticides in cotton fiber, which differentiates from traditional methods, besides being a multiresidue method, in which, in one analysis are determined multiple compounds in a GC/MS/SIS. Ultrasound is used as an extraction method and QuEChERS method as a procedure of cleaning and not as an extraction method. We selected thirty (30) pesticides the following groups to validate the methodology: organophosphates, organochlorines, pyrethroids, ciclodienoclorados, carbamates and dinitroanilines. Were tested methodologies and Soxhlet, Ultrasound with varying polarity solvents. For cleaning of the extract was tested adsorbents Florisil®, Alumina, Zeolite, Silica and QuEChERS method. The analytical parameters for validation of the method were: selectivity, linearity, accuracy, precision, robustness, limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ). Samples were fortified at 3 levels of concentration: 30 ng/mL, 100 ng/mL and 200 ng/mL. Of the 30 pesticides 24 showed recovery 70% - 120%, with a coefficient of variation (CV) less than 3%. The methodology was used for analysis of these pesticides in samples of 6 raw cotton coming from the USA, Argentina, region south end northeast Mato Grosso, Piauí, Bahia. Textile Fabrics samples coming from the sectors of textile industry raw material, stamping, dyeing and finishing. Four samples showed concentrations of residues above the limits established by the Eco Tex Standard 100. Due to matrix effects (contamination) none of the methods presented in the literature was efficient for the analysis of pesticides in cotton plume, as the developed method proves to be faster, less expensive and efficient for application in the determination of pesticide residues in cotton plume.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:00:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190634.pdf: 2461460 bytes, checksum: c9983e50eff06a301d59def2057f818d (MD5) / Estudo teórico-experimental da dinâmica de adsorção e processo de transporte difusivo de hidrocarbonetos aromáticos (benzeno e tolueno) em fase líquida, utilizando pellets de zeólita do tipo Y comercial, empacotados em uma coluna de leito fixo. Para a avaliação dos efeitos de difusão no processo adsortivo, foi utilizado um cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC). Os parâmetros de equilíbrio e cinética de adsorção foram obtidos através da técnica da cromatografia em pulso e avaliados pelo método dos momentos. As constantes de equilíbrio, as energias de adsorção e ativação e as difusividades do tolueno e do benzeno foram determinadas com variação nos parâmetros operacionais do sistema, tais como vazão de alimentação e temperatura do leito de adsorção, utilizando os eluentes metanol e iso-octano.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2003 / Made available in DSpace on 2012-10-21T01:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210603.pdf: 1723178 bytes, checksum: 7e6347e6d733b383f83f82c9cbb4a00a (MD5) / Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um carvão adsorvente a partir do carvão mineral de Santa Catarina, para ser utilizado para o tratamento de águas naturais. Foram testados vários tipos de carvão mineral, com diferentes concentrações de cinzas, e carvões minerais submetidos a diferentes processos de beneficiamento. Foi desenvolvido um carvão mineral beneficiado que apresentou bons resultados para a remoção de íons metálicos em águas, com ênfase na remoção de íons ferro. A elevada concentração de íons ferro é uma característica comum das águas subterrâneas no Estado de Santa Catarina. Foram realizados testes para utilização do carvão adsorvente para a remoção de íons ferro em águas naturais, em escala de bancada, escala piloto e em larga escala.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T05:41:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 191453.pdf: 1785624 bytes, checksum: 050384f4ed0525c644ff54394349f943 (MD5) / Neste trabalho foram propostas modificações na wavenet para melhorar a capacidade de generalização e reduzir o número de neurônios. O desempenho da nova rede foi superior quando comparada com as tradicionais redes feedforward e de base radial na identificação de processos não-lineares: um atrator caótico, um reator biológico em que ocorre inibição do crescimento de células pela formação de produto e um tanque de pH. O desempenho de previsão da nova rede proposta, que é do tipo estática, foi também validado utilizando essa como um simulador de processos não-lineares. Foram efetuados testes sem ruído para um CSTR (Continuos Stirred-Tank Reactor) encamisado com múltiplos estados estacionários e um reator cujo comportamento apresenta resposta inversa variável. Alguns testes foram efetuados para o reator biológico e para o tanque de pH com a adição de ruído. Foi realizado um estudo a respeito da minimização das curvaturas da superfície de um modelo empírico e efetuada sua conexão com o problema de sobre-treinamento. A nova rede proposta foi utilizada como modelo para o controle de dois processos não-lineares: um tanque de nível com alteração significativa de área (experimental) e um tanque de pH (simulado).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 191215.pdf: 380841 bytes, checksum: 009a45f094a28e693664c09251539986 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho apresenta a modelagem e simulação da dispersão de contaminantes particulados em atmosferas confinadas, na presença da convecção natural e mista. O ambiente apresenta um obstáculo (isotérmico ou aquecido) no seu interior. A ênfase do trabalho está centrada nos escoamentos com a presença de recirculações do fluido, que oscilam a sua posição no tempo. Utiliza-se a solução simultânea do sistema de equações de conservação do fluido (abordagem Euleriana) com a equação do movimento da partícula (abordagem Lagrangeana). A faixa de tamanho de partículas está compreendida entre 4 mm e 12 mm, com uma massa específica de 4000 kg/m3. Isto equivale a uma faixa de diâmetro aerodinâmico entre 6,35 mm e 19 mm. Nas condições fluidodinâmicas utilizadas, a presença da fonte quente altera significativamente a trajetória das partículas no ambiente. A comparação dos resultados obtidos neste trabalho com dados experimentais encontrados na literatura apresenta uma concordância muito boa.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T08:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192511.pdf: 1059277 bytes, checksum: 05d3ccf8382b52ff7eb2c91d04f4e1e0 (MD5) / Obtiveram-se coeficientes de difusão binários inéditos de componentes representativos de óleos essenciais de frutos cítricos (d-limoneno, a-pineno, b-pineno, linalol e citral) à diluição infinita em dióxido de carbono supercrítico, utilizando o método cromatográfico. As medições foram efetuadas em três temperaturas (40, 50 e 60 °C) e em cinco pressões (120, 140, 160, 180 e 200 atm). Onze modelos foram avaliados com estes dados experimentais. Também foram obtidos coeficientes de difusão do benzeno e seus valores foram comparados com dados publicados na literatura. O erro médio das medidas de D12 dos cinco componentes foi de 2,2 % (limite de confiança de 95 %). De modo geral, os coeficientes de difusão binários obtidos com os componentes de óleos essenciais diminuem com o aumento da massa molecular na mesma condição experimental, com pequenas irregularidades. A forma e a estrutura desses componentes influenciam suas difusividades. Há uma alta dependência dos coeficientes de difusão com a densidade do solvente resultando numa alta dependência desses coeficientes com a temperatura e a pressão. Os dados apresentam um leve desvio hidrodinâmico quando apresentados em coordenadas de Stokes-Einstein. Entre os modelos de previsão, avaliados com os dados experimentais dos cinco componentes, os que possuem parâmetros ajustados proporcionaram menores desvios médios absolutos que os que não possuem parâmetros ajustados. Entre as equações que não têm parâmetros ajustados, a equação de He-Yu-Su foi a que, de modo geral, apresentou as melhores previsões de coeficientes de difusão. Algumas equações hidrodinâmicas avaliadas são muito satisfatórias para os sistemas estudados neste trabalho. Desenvolveu-se uma solução numérica da equação de difusão-convecção, utilizando volumes finitos, para simular e estudar o fenômeno de dispersão de um soluto dentro de um tubo retilíneo de seção circular onde um fluido escoa em regime estacionário e laminar plenamente desenvolvido. O programa computacional exige que se entre com a velocidade média de escoamento (U), o tipo de fluido (pseudoplástico, newtoniano e dilatante), o comprimento do tubo (L), o raio interno do tubo (R), a concentração inicial de soluto (Co), o coeficiente de difusão binário (D12) e o número de pontos da malha nas direções radial e axial. É possível anular a componente radial da difusão e visualizar seu efeito na dispersão do soluto. Os resultados são comparados com os do método analítico de Taylor-Aris. Verificou-se que esta abordagem numérica apresenta grande flexibilidade para a análise do fenômeno de dispersão de um soluto num tubo circular. O modelo numérico coloca em evidência a importância do comportamento reológico do solvente. A utilização da técnica de abertura de pico cromatográfico deve levar em conta esse comportamento sob pena de produzirem-se erros muito grandes na determinação de coeficientes de difusão binários. Os resultados das simulações do modelo numérico validam a possibilidade teórica de se medir experimentalmente coeficientes de difusão em colunas cromatográficas de poucos centímetros de comprimento pelo método de Taylor e Aris.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206599.pdf: 2151633 bytes, checksum: 5969a962ac954f7c05fbe4548532d4e6 (MD5) / A área de Engenharia Química e de Materiais vem ampliando constantemente seu campo de atuação, e dentro desta expansão se inclui o ramo dos materiais bactericidas. Neste trabalho foi estudada a viabilidade de aplicação de um vidro bactericida, comprovadamente eficiente como matéria-prima para produção de esmaltes cerâmicos bactericidas, na purificação microbiológica de água residencial. Foram produzidas pelotas de um vidro de composição específica, um vidro de alto poder de troca iônica com íons prata, de tamanho entre 0,2 e 1 mm. Tais pelotas foram submetidas a um processo de troca iônica, com o qual foram incorporados íons Ag+ em sua rede. As pelotas de vidro com prata iônica incorporada foram submetidas a testes de perda de partículas em água corrente e estática, testes de difusão em Ágar, corrosão aquosa e eficiência bactericida em água. Tais pelotas apresentaram boa resistência à passagem de água, mostrando-se adequadas para serem usadas como materiais filtrantes em filtros de água residenciais. Também apresentaram significantes halos de inibição de bactéria, nos testes de difusão em Ágar, comprovando sua ação bactericida. Os testes de difusão em Ágar realizados com pelotas submetidas à corrosão aquosa estática e dinâmica comprovaram a durabilidade do efeito bactericida das mesmas sob determinadas condições. Apesar da pouca precisão obtida nos experimentos de eficiência bactericida em água, a redução da concentração de bactérias ao passar pelo filtro de água microbiológico é evidente, quando comparada com a mesma redução na passagem de água por pelotas não submetidas ao processo de troca iônica. Devido à considerável flutuação nos dados experimentais obtidos, supostamente devido à contínua ação da prata sob as bactérias na água aliado à inviabilidade de controle entre o tempo de coleta e análise das amostras de água, foram realizados testes com frascos de coleta com EDTA, verificando-se a influência da prata no decorrer do tempo, na amostra de água a ser analisada. Os experimentos de eficiência bactericida em filtros de água por pressão foram realizados somente a nível laboratorial, utilizando-se filtros pequenos e com pouco material ou pelotas bactericidas, mas, pelos dados obtidos, há grandes chances de ser este um material viável para a aplicação como elemento bactericida em filtros de água residenciais por pressão, principalmente em conjunto com outros elementos como o carvão ativado, por exemplo. Isto porque, primeiramente, o carvão retém a prata iônica liberada na água pelas pelotas, impedindo danos à saúde de quem a consome, e segundo que a prata iônica retida no carvão ativado aumentaria ainda mais a eficiência bactericida do filtro, do que somente com as pelotas de vidro com prata.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204364.pdf: 2390708 bytes, checksum: 1ab1e4d2056ead4372dfb5e3033f0910 (MD5) / Os laboratórios destinados à produção, em larga escala, de sementes ou juvenis de moluscos cultivados necessitam de qualidade de água, controle de temperatura e quantidade de alimento. Devido à crescente importância da maricultura no estado de Santa Catarina, em especial o cultivo de moluscos como o mexilhão Perna perna, a ostra japonesa (Crassostrea gigas) e a vieira (Nodipecten nodosus), os laboratórios freqüentemente necessitam produzir sementes ou juvenis para suprir os parques de cultivo local. Os equipamentos existentes no mercado para medição da concentração de microalgas destinadas a alimentação de organismos aquáticos têm custo elevado. Na maioria dos casos não fazem a leitura das variáveis do