Orientador : Theo Guenter Kieckbusch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-15T11:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Finzer_JoseRobertoDelalibera_M.pdf: 30702047 bytes, checksum: 3a3df374efcd7bfd961d66463ff002c7 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Desenvolveu-se um protótipo de secador de leito vibro-fluidizado, que foi testado na desidratação de anéis de cebola. O e-quipamento reduz o tempo de secagem de cebola e melhora a qualidade do produto desidratado, quando comparado com secadores conven-cionais.Foram determinados os parâmetros ótimos de vibração, visan-do consumir um mínimo de energia. Deu-se ênfase especial à descrição do comportamento fluido-dinâmico do leito vibro-fluidizado.Verificou-se a influência das condições do ar e da cebola na secagem em leito estático e vibro-fluidizado. Os parâmetros investigados foram: velocidade e temperatura do ar, carga de cebola no leito e dimensões das fatias de cebola. Foram definidas as me-lhores condições de operação, visando principalmente um produto uniforme em forma e no conteúdo de umidade e obtido com reduzido tempo de secagem. Efetuou-se um estudo sensorial com a cebola reconstituída a fim de delimitar as melhores opções de operação, mantendo um com promisso de uma qualidade aceitável. Ensaios de reconstituição revelaram que a cebola desidratada sob influência vibracional, apresenta maior velocidade de rehidratação do que a obtida em leito estático.Realizou-se uma análise matemática utilizando um modelo que relaciona a umidade residual da cebola com a difusividade. As e- equações obtidas permitem realizar simulação de secagem em diferentes condições de operação / Abstract: A prototype of a vibro-fluidized bed dryer was developed and applied to the dehydration of onion rings. Compared to conventional drying methods, this equipment reduces the drying time and improves the quality of the final product.The best vibrating parameters, in terms of energy consumption were determined. Special attention is given to the destription of the fluid dynamic behavior óf the vibro-fluidized bed. The influence of the conditions of the drying air and of the onions were determined. The parameters investigated were: air velocity and air temperature, onion-bed load and dimensions of the chopped onions. The best operation conditions were defined, seeking a product uniform in shape and in water content, obtained with a minimum drying time. Sensorial evaluations were made on reconstituted onions in order to establish the options that ensure an acceptable quality. Reconstitution tests revealed that the onion produced under vibrations showed higher rehydration rate than the one obtained in static bed. A mathematical analysis was made, making use of a diffúsional -model for water transport. The equations obtained can be used to simulate drying under different conditions / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores : Raymond Burnyeat Peel , Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T11:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_FranciscoJosedos_M.pdf: 1797992 bytes, checksum: fbbb6c98913d429f07b600e6181c7e96 (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Neste trabalho discutem-se os resultados obtidos na pesquisa da combustão fluidizada de vários combustiveis. Foram construidos e operados dois reatores de leito fluidizado, com 200 mm de diametro, um modelo de vidro a escala natural e um mini-leito fluidizado, sendo que este ultimo foi utilizado no estudo da taxa de aquecimento de uma unica particula dentro de um leito pre-aquecido a cerca de 760 9C. Desenvolveram-se testes de. combustão com: carvão mineral, carvao ativado, carvão vegetal siderúrgico, cavaco de madeira, sabugo de milho, serragem, casca de arroz e bagaço de cana. Discute-se a maneira pela qual as diversas propriedades dos diferentes combustiveis influenciam a performance de um combustor de leito fluidizado. Um dos reatores foi equipado com um sistema extrator de calor do leito como passo obrigatório na sua transformação numa mini-caldeira. Apresentam-se dados representativos de funcionamento do protótipo / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-17T04:53:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Finzer_JoseRobertoDelalibera_D.pdf: 6788379 bytes, checksum: 85f5cadf9e8fd4822d3f5deb1e98460d (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: A configuração do leito vibro-jorrado (LVJ) é semelhante a do leito de jorro convencional, mas a taxa de circulação dae partículas é controlada por uma vibração vertical imposta as mesmas. Como conseqüência, todo o leito escoa era regime de fase densa e a velocidade do ar no leito ê definida de acordo com a exigência da secagem. Um secador com capacidade para 6,5 litros de material foi concebido e desenvolvido neste trabalho. Ele consiste em uma cama ra cilíndrica com fundo cônico (diâmetro 145 mm, altura 390 ms ), com opção de fixação de um tubo interno central, e equipado com uma base perfurada móvel, que vibra a amplitudes definidas ( 2, 3, 4 e 5 mm) e freqüências na faixa de 0 a 18 Hz. Ensaios indicaram que o escoamento interno das partículas seguia o modelo pistortado com baixo grau de dispersão e que a taxa de circulação das mesmas tornava-se máxima sob condições de ressonância. 0 secador de LVJ foi ensaiado com dois materiais de elasticidade diferentes: cubos de batata e grãos de soja. Estes experimentos definiram os parâmetros geométricos e as condições de vibração mais favoráveis em termos de perda de pressão, taxa de circulação das partículas e cinética de secagem. Foram feitas comparações com sistemas não vibrados. A soja também foi ensaiada no secador LVJ equipado com um aquecedor elétrico de forma cilíndrica (50 mm DI), imerso no leito (aquecimento indireto). Uma análise do consumo de energia total do secador de LVJ com e sem aquecimento indireto, comprovou a maior eficiência do mesmo, comparado com um secador de leito estático. Foram desenvo1vidos modelos específicos visando simular a cinética de secagem através de curvas características. Estes modelos correiacionaram com sucesso, os resultados de secagem da batata e da soja. Este trabalho foi complementado com uma formulação de mudança de escala, baseado em correlações provenientes de um balanço de tensões no leito / Abstract: The configuration of the vibro-spouted bed dryer (VSB) ressembles that of a conventional spouted bed, but the rate of circulation of the particles is controlled by a vertical vibration imposed to them. As a consequence all the bed flows in a dense phase regime and the air velocity inside the bed is defined according to drying requirements alone. A 6,5 liters capacity dryer was conceived and developed in this work. It consists of a cylindrical chamber with conical botton (diameter 145 mm, height 390 mm), with optional fixation of a central draft tube, equipped with a perforated movable base, chat vibrated at defined amplitudes (2, 3, 4 and 5 mm) and frequency ranging from 0 to 18 Hz. Tests indicated that the internal flow of the particles follows a plug-flow mode 1 with low degree of dispersion and the rate of circulation passes through maxima at resonance conditions. The VSB dryer was tested with two materials of different elasticity: potato cubes and soya beans. These experiments defined the most favorable geometrical and vibration conditions in terms of pressure loss, rate of circulation of the particles, and drying kinetics. Comparisons with non-vibrating systems were made. Soya beans were also dryed in a VSB dryer equipped with a cylindrical electrical heater (50 mm ID), immersed inside the- bed (indirect beating). Analysis of the total energy consumption in the VSB dryer, with and without indirect heating, pointed out its bigger efficiency, compared to static bed dryer. Specific models were developed in order to simulate the drying kinetic through characteristics curves. These models correlated the drying results for potatoes and soya with success. This work was complemented with a scale-up formulation, based on correlations derived from tension balances inside the bed / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

O carvão mineral nacional representa uma alternativa atraente para a solução do problema energético do Brasil. Os maiores problemas técnicos associados à queima dos carvões minerais brasileiros referem-se à emissões de gases poluentes de enxofre e nitrogênio e a problemas causados por fusão de cinzas. Por outro lado, a queima eficiente e limpa de biomassa e resíduos industriais entre outros materiais combustíveis, pode trazer benefícios ambientais consideráveis. O processo de combustão em leito fluidizado é reconhecidamente flexível quanto ao uso de combustível, trabalha com baixas temperaturas que evitam a fusão de cinzas e diminuem a emissão de NOx e permite a remoção de SOx ainda dentro do leito, por meio da adição de calcário o que dispensa tratamento adicional para este gás. Considerando o exposto acima, uma planta piloto de combustão em leito fluidizado foi projetada e construída no NETeF da EESC/USP e utilizada inicialmente para testes de remoção de SO2 durante a queima de carvão. A concepção e construção do reator e de seus periféricos são discutidas e os resultados são apresentados. Na absorção de SO2 duas variáveis foram consideradas; a relação molar Ca/S e o excesso de ar de combustão. Os resultados mostram eficiência de remoção de SO2 de até 94% para relação Ca/S = 4 e excesso de ar de 21%. Para a relação Ca/S = 1, a mais baixa utilizada neste trabalho e que representa a condição estequiométrica, este valor cai para 55%. O excesso de ar mostrou um papel claro, porém mais modesto. A redução do excesso de ar de 21% para a condição estequiométrica levou a eficiência de 94 para 84%. / The utilization of coal is an attractive way to reduce some of the energy problems in Brazil. Major problems associated with coal combustion are polutant emissions, mainly SOx and NOx and ash fusion. Additionally, the efficient combustion of biomass and industrial hazardous wastes, among other fuels, can bring a significant environmental benefit. Fluidized bed combustion is recognized to be flexible in the use of fuel, produce low temperature that avoid ash fusion and reduce NOx emissions, and allow SOx absorption by limestone inside the bed, what makes unnecessary additional gas treatment for this pollutant. Considering that, a fluidized bed combustion pilot plant was projected and built in NETeF at EESC/USP and initially used for investigations of the SO2 absorption by limestone during coal combustion. The concept and construction of the plant are presented and discussed and the results are shown. Regarding the absorption of SO2, two variables were investigated, namely the molar ratio Ca/S and the excess of combustion air. An absorption efficiency of up to 94% was achieved with Ca/S = 4 and excess air of 21%. When Ca/S = 1 was used - what represents the stoichiometric ratio and was the lowest used in this work, this efficiency dropped to 55%. Excess air showed a clear but more modest role. The decrease of excess air from 21% to the stoichiometric condition decreased the efficiency from 94 to 84%.

O carvão mineral nacional representa uma alternativa atraente para a solução do problema energético do Brasil. Os maiores problemas técnicos associados à queima dos carvões minerais brasileiros referem-se à emissões de gases poluentes de enxofre e nitrogênio e a problemas causados por fusão de cinzas. Por outro lado, a queima eficiente e limpa de biomassa e resíduos industriais entre outros materiais combustíveis, pode trazer benefícios ambientais consideráveis. O processo de combustão em leito fluidizado é reconhecidamente flexível quanto ao uso de combustível, trabalha com baixas temperaturas que evitam a fusão de cinzas e diminuem a emissão de NOx e permite a remoção de SOx ainda dentro do leito, por meio da adição de calcário o que dispensa tratamento adicional para este gás. Considerando o exposto acima, uma planta piloto de combustão em leito fluidizado foi projetada e construída no NETeF da EESC/USP e utilizada inicialmente para testes de remoção de SO2 durante a queima de carvão. A concepção e construção do reator e de seus periféricos são discutidas e os resultados são apresentados. Na absorção de SO2 duas variáveis foram consideradas; a relação molar Ca/S e o excesso de ar de combustão. Os resultados mostram eficiência de remoção de SO2 de até 94% para relação Ca/S = 4 e excesso de ar de 21%. Para a relação Ca/S = 1, a mais baixa utilizada neste trabalho e que representa a condição estequiométrica, este valor cai para 55%. O excesso de ar mostrou um papel claro, porém mais modesto. A redução do excesso de ar de 21% para a condição estequiométrica levou a eficiência de 94 para 84%. / The utilization of coal is an attractive way to reduce some of the energy problems in Brazil. Major problems associated with coal combustion are polutant emissions, mainly SOx and NOx and ash fusion. Additionally, the efficient combustion of biomass and industrial hazardous wastes, among other fuels, can bring a significant environmental benefit. Fluidized bed combustion is recognized to be flexible in the use of fuel, produce low temperature that avoid ash fusion and reduce NOx emissions, and allow SOx absorption by limestone inside the bed, what makes unnecessary additional gas treatment for this pollutant. Considering that, a fluidized bed combustion pilot plant was projected and built in NETeF at EESC/USP and initially used for investigations of the SO2 absorption by limestone during coal combustion. The concept and construction of the plant are presented and discussed and the results are shown. Regarding the absorption of SO2, two variables were investigated, namely the molar ratio Ca/S and the excess of combustion air. An absorption efficiency of up to 94% was achieved with Ca/S = 4 and excess air of 21%. When Ca/S = 1 was used - what represents the stoichiometric ratio and was the lowest used in this work, this efficiency dropped to 55%. Excess air showed a clear but more modest role. The decrease of excess air from 21% to the stoichiometric condition decreased the efficiency from 94 to 84%.

No description available.

Neste trabalho estudou-se o efeito da granulometria do calcário na absorção de SO2 em batelada em reator de leito fluidizado borbulhante. Conversão e coeficiente global de reação foram estabelecidos a partir de condições simuladas, típicas de combustão em leito fluidizado. O sistema experimental foi constituído por um reator de 160 mm de diâmetro interno e altura de 450 mm. Utilizou-se granulometria estreita de dois tipos de calcários com diâmetros médios de 390, 462, 545, 650 e 770 &#956m. A areia de quartzo que compunha o leito tinha diâmetro igual ao do calcário. O ar foi aquecido por resistências elétricas e acrescido de frações de SO2, alcançado concentrações em torno de 1000 ppm. Os experimentos foram realizados com bateladas de 50 g de calcário, temperatura fixa de 850°C, e relação entre velocidades de fluidização e de mínima fluidização foi mantida 4/1. Os resultados mostram que a conversão variou entre 10 a 40% para o calcário magnesiano e 8 a 25% para o calcítico. O coeficiente global de taxa de reação aumentou com redução do diâmetro. O modelo de redução de dados não respondeu satisfatoriamente para partículas de 462 e 390 &#956m. / This work concerns the study of the effect of limestone particle size on S02 absorption in bench fluidized bed reactor plant. Conversion and global reaction rate coefficients were established for simulated conditions typical to fluidized bed combustion of coal. The reactor had an internal diameter of 160 mm and 450 high. The bed was fluidized with air containing a concentration of about 1000 ppm of S02. Narrows size distribution of two types of limestone with overage diameters of 390, 462, 545,650 and 770 mm. It were used sand of quartz that composed the bed had the same diameter of the limestone. The experiments were carried out on a batch mode introducing samples of 50 g limestone into the bed. The temperature of the process was fixed in 850ºC. The ration between gas fluidization velocity and minimum fluidization velocity was fixed about 4/1. The results show that the conversion varied among 10 to 40% for the magnesiano and 8 to 25% for the calcítico limestone. The global of reaction rate coefficient increased with reduction of diameter. The data reduction model did not answer satisfactorily for particles of 462 and 390 &#956m.

Neste trabalho estudou-se o efeito da granulometria do calcário na absorção de SO2 em batelada em reator de leito fluidizado borbulhante. Conversão e coeficiente global de reação foram estabelecidos a partir de condições simuladas, típicas de combustão em leito fluidizado. O sistema experimental foi constituído por um reator de 160 mm de diâmetro interno e altura de 450 mm. Utilizou-se granulometria estreita de dois tipos de calcários com diâmetros médios de 390, 462, 545, 650 e 770 &#956m. A areia de quartzo que compunha o leito tinha diâmetro igual ao do calcário. O ar foi aquecido por resistências elétricas e acrescido de frações de SO2, alcançado concentrações em torno de 1000 ppm. Os experimentos foram realizados com bateladas de 50 g de calcário, temperatura fixa de 850°C, e relação entre velocidades de fluidização e de mínima fluidização foi mantida 4/1. Os resultados mostram que a conversão variou entre 10 a 40% para o calcário magnesiano e 8 a 25% para o calcítico. O coeficiente global de taxa de reação aumentou com redução do diâmetro. O modelo de redução de dados não respondeu satisfatoriamente para partículas de 462 e 390 &#956m. / This work concerns the study of the effect of limestone particle size on S02 absorption in bench fluidized bed reactor plant. Conversion and global reaction rate coefficients were established for simulated conditions typical to fluidized bed combustion of coal. The reactor had an internal diameter of 160 mm and 450 high. The bed was fluidized with air containing a concentration of about 1000 ppm of S02. Narrows size distribution of two types of limestone with overage diameters of 390, 462, 545,650 and 770 mm. It were used sand of quartz that composed the bed had the same diameter of the limestone. The experiments were carried out on a batch mode introducing samples of 50 g limestone into the bed. The temperature of the process was fixed in 850ºC. The ration between gas fluidization velocity and minimum fluidization velocity was fixed about 4/1. The results show that the conversion varied among 10 to 40% for the magnesiano and 8 to 25% for the calcítico limestone. The global of reaction rate coefficient increased with reduction of diameter. The data reduction model did not answer satisfactorily for particles of 462 and 390 &#956m.

O principal objetivo deste trabalho foi obter parâmetros reativos para as reações de absorção de SO2 por calcários em leitos fluidizados e procurar correlacionar, através de dois modelos simples, os resultados obtidos para distribuições granulométricas amplas e estreitas. Foram estudadas cinco faixas estreitas, com diâmetros de 385, 460, 545, 650, 775 &#956m para dois tipos de calcários, um dolomítico (DP) e um calcítico (CI). A partir destas faixas estreitas foram compostas quatro misturas, com 498, 540, 543 e 617 &#956m. Um dos dois modelos foi usado para determinar a fração com que cada faixa estreita deveria estar presente na mistura. Uma das misturas, a Mistura 2 (540 &#956m), tinha distribuição de diâmetros aproximadamente normal e a outra, Mistura 3 (543 &#956m), distribuição plana. O leito, de 160 mm de diâmetro, foi fluidizado com ar à temperatura de 850ºC e utilizou areia como material particulado. O calcário foi introduzido em bateladas de 50 g em um leito de areia de mesmo diâmetro com cerca de 2,0 Kg de massa. Uma vazão de SO2 foi misturada ao ar antes que este entrasse no leito, de forma a resultar em uma concentração próxima à 1000 ppm na saída do reator. A concentração de saída foi monitorada e a sua queda, verificada após a introdução da batelada de calcário, foi utilizada em um modelo matemático para determinar os parâmetros reativos, entre eles a conversão, taxa de conversão e o coeficiente global de taxa de reação. Os modelos de distribuição granulométrica empregados produziram boa correlação entre as misturas e as faixas estreitas durante a sulfatação. Na calcinação, o processo mostrou-se mais lento para a distribuição ampla do calcário DP e não foi afetado para o CI. Em todos os casos estudados o diâmetro do calcário mostrou afetar significativamente e de forma inversa, a eficiência dos calcários na remoção do SO2. O calcário DP mostrou-se sempre mais eficiente do que o calcário CI. / The main objective of this work was to compare the reactivity of limestones with narrow and open particle size distribution in a bubling fluidized bed reactor and verify if the reactivity of the open sized mixtures could be predicted, using two simple models, from the known parameters of the narrow sized particles. Five narrow sizes were used, respectively 385, 460, 545, 650 and 775 &#956m for two different limestones, one calcitic (CI) and one Dolomitic (DP). Using this same material and one of the models, four mixtures were prepared with 498, 540, 543 and 617 &#956m of average diameter. The mixture of 540 &#956m had an aproximately normal distribution of sizes and the mixture of 543 &#956m a falt one. The bed, with 160 mm of diameter, was fluidized with air at a temperature of 850ºC, and 2 Kg of sand with the same size as the limestones, was used as the bed material. A flow of SO2 was mixed with the fluidization air prior to the gas distributor, producing a uniform concentration of about 1000 ppm at the reactor gas exaust. The limestone was then intoduced in a batch of 50 g and the SO2 concentration monitored. The change in the SO2 concentration after the limestone was intoduced in the reactor was used to derive the reactive parameters, namely the conversion, rate of conversion and global coefficient of reaction rate. The particle size distribution models produced a good correlation among the mixtures and the narrow sized particlesduring sulfatation. The calcination process was more slow for the open distribution of limestone DP but not affected for CI. In all cases there was a clear increase in the SO2 absorption as the particle size was reduced. Limestone DP was much more effective in the removal of SO2 than CI.

O principal objetivo deste trabalho foi obter parâmetros reativos para as reações de absorção de SO2 por calcários em leitos fluidizados e procurar correlacionar, através de dois modelos simples, os resultados obtidos para distribuições granulométricas amplas e estreitas. Foram estudadas cinco faixas estreitas, com diâmetros de 385, 460, 545, 650, 775 &#956m para dois tipos de calcários, um dolomítico (DP) e um calcítico (CI). A partir destas faixas estreitas foram compostas quatro misturas, com 498, 540, 543 e 617 &#956m. Um dos dois modelos foi usado para determinar a fração com que cada faixa estreita deveria estar presente na mistura. Uma das misturas, a Mistura 2 (540 &#956m), tinha distribuição de diâmetros aproximadamente normal e a outra, Mistura 3 (543 &#956m), distribuição plana. O leito, de 160 mm de diâmetro, foi fluidizado com ar à temperatura de 850ºC e utilizou areia como material particulado. O calcário foi introduzido em bateladas de 50 g em um leito de areia de mesmo diâmetro com cerca de 2,0 Kg de massa. Uma vazão de SO2 foi misturada ao ar antes que este entrasse no leito, de forma a resultar em uma concentração próxima à 1000 ppm na saída do reator. A concentração de saída foi monitorada e a sua queda, verificada após a introdução da batelada de calcário, foi utilizada em um modelo matemático para determinar os parâmetros reativos, entre eles a conversão, taxa de conversão e o coeficiente global de taxa de reação. Os modelos de distribuição granulométrica empregados produziram boa correlação entre as misturas e as faixas estreitas durante a sulfatação. Na calcinação, o processo mostrou-se mais lento para a distribuição ampla do calcário DP e não foi afetado para o CI. Em todos os casos estudados o diâmetro do calcário mostrou afetar significativamente e de forma inversa, a eficiência dos calcários na remoção do SO2. O calcário DP mostrou-se sempre mais eficiente do que o calcário CI. / The main objective of this work was to compare the reactivity of limestones with narrow and open particle size distribution in a bubling fluidized bed reactor and verify if the reactivity of the open sized mixtures could be predicted, using two simple models, from the known parameters of the narrow sized particles. Five narrow sizes were used, respectively 385, 460, 545, 650 and 775 &#956m for two different limestones, one calcitic (CI) and one Dolomitic (DP). Using this same material and one of the models, four mixtures were prepared with 498, 540, 543 and 617 &#956m of average diameter. The mixture of 540 &#956m had an aproximately normal distribution of sizes and the mixture of 543 &#956m a falt one. The bed, with 160 mm of diameter, was fluidized with air at a temperature of 850ºC, and 2 Kg of sand with the same size as the limestones, was used as the bed material. A flow of SO2 was mixed with the fluidization air prior to the gas distributor, producing a uniform concentration of about 1000 ppm at the reactor gas exaust. The limestone was then intoduced in a batch of 50 g and the SO2 concentration monitored. The change in the SO2 concentration after the limestone was intoduced in the reactor was used to derive the reactive parameters, namely the conversion, rate of conversion and global coefficient of reaction rate. The particle size distribution models produced a good correlation among the mixtures and the narrow sized particlesduring sulfatation. The calcination process was more slow for the open distribution of limestone DP but not affected for CI. In all cases there was a clear increase in the SO2 absorption as the particle size was reduced. Limestone DP was much more effective in the removal of SO2 than CI.