Orientador: Katia Tannous / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:57:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EveraldoSilvinodos_M.pdf: 5165311 bytes, checksum: 94d8ad517b04e047990332460cb8259a (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho são considerados os fenômenos de mistura e segregação em leitos fluidizados de partículas polidispersas (quaternárias), pertencentes aos grupos A e B da classificação de Geldart. A coluna de fluidização utilizada possuía um diâmetro interno de 0,92m e uma altura de 2 m. Foi analisada a influência dos fatores operacionais, como a velocidade de excesso (U-U IND. E) e o tempo de fluidização, bem como de projeto, representada pela fração de área livre do distribuidor, e das características dos constituintes da mistura (diâmetro médio da mistura/concentração de imergíves) no grau de mistura axial do leito. Foram utilizadas quatro misturas que possibilitaram o estudo dos fenômenos de mistura e segregação, em leitos de partículas de mesma ou de diferentes massas específicas. Foi efetuado um mapeamento radial do leito. Os resultados para os perfis axiais mostram que o uso de uma velocidade suficiente para fluidizar todas as partículas e de um distribuidor de maior área livre favorece a mistura em um curto intervalo de tempo. O aumento da velocidade de excesso melhora a mistura nos leitos, principalmente pela maior quantidade de bolhas presentes. Uma maior fração de área livre do distribuidor favorece a homogeneização do leito, reduzindo as zonas mortas próximo ao distribuidor. O aumento da concentração das partículas imergíveis desfavorece o processo de mistura. O mapeamento radial confirma que para a velocidade de fluidização completa as partículas estão bem misturadas / Abstract: In this work the mixing and segregation phenomena of polydisperse particles (quaternaries) belonging to the A and B Geldart' s groups are investigated. The fluidization column have been constructed with a internal diameter of 0.92 m and height of 2 m. The influence of operating factors in the degree axial mixing of the bed, like excess velocity (U-'U IND. E¿) and fluidization time, as well as design, like distributor free area, and of the characteristcs of the constituents of mixture (mean diameter of mixture/jetsam concentration) were analised. Four mixtures that allowed the study of the phenomena of mixing and segregation in beds of same or different densities were used. A radial mapping of the bed was performed. The axial profile results show that the use of a velocity high enough for complete fluidization and the use of a distributor with large free area promote the mixing in a small time interval. The increment of excess velocity improves the mixing in the beds, mainly by larger quantity of bubbles. A larger free area improves the bed homogenezation, reducing the dead zones near the distributor. The increment ofjetsam concentration hampers the mixing process. The radial mapping confirm that for the velocity of complete fluidization the particles are well mixed. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Carlos Raimundo Ferreira Grosso, Alfredo Vitali / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-26T20:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_FlaviodeSouzaNeves_M.pdf: 12805895 bytes, checksum: 5c98cf64983568a621c301491aa67492 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Finas camadas poliméricas quando aplicadas a microcápsulas podem aumentar o grau de proteção e controlar a liberação de seu conteúdo. Microcápsulas de amido, contendo gelatina como material ligante, obtidas por processo de spray dryer foram preenchidas por adsorção com óleo de peixe comercial e posteriormente recobertas com gelatina e pectina e baixo teor de esterificação e cloreto de cálcio visando a formação de um filme de pectato de cálcio ou de gelatina em um sistema de leito fluidizado desenvolvido com a finalidade de controlar as espessuras das coberturas. Os produtos obtidos foram submetidos a um estudo de vida-de-prateleira em estufa a 45oC com retiradas a cada dois dias durante um período de 10dias. Após a extração foi quantificado o índice de peróxido das amostras. A caracterização morfológica das cápsulas formadas foi acompanhada pela determinação de tamanho médio, distribuição do tamanho de partículas e por observação através da microscopia eletrônica de varredura. O rendimento da encapsulação foi determinado após o processo de secagem. Comparando o tamanho médio das partículas, o processo de cobertura mostrou um acréscimo na espessura da parede das partículas recobertas em relação às partículas sem recobrimento qualquer que apresentaram um tamanho médio de 59,30Ilm. O processo de cobertura com gelatina aumentou o tamanho médio para 88,4llm enquanto as coberturas com 0,4% e 0,8% de pectato de cálcio em relação ao peso do produto seco apresentaram tamanho médio de 94,17 e 120,43Ilm, respectivamente. A morfologia das cápsulas recobertas indicou que o recobrimento não foi homogêneo, podendo-se observar um acúmulo de grânulos durante o processo. Entretanto foi observado que os interstícios entre os grânulos foi preenchido com material de cobertura. O rendimento de encapsulação apresentado foi de 88,87% nas partículas recobertas com gelatina e de 83,81% e 85,92% nas partículas recobertas com 0,4% e 0,8% de pectato de cálcio, respectivamente. A quantificação de peróxidos das amostras analisadas indicou uma rápida deterioração do material de recheio de todas as amostras recobertas. A alta sensibilidade a oxidação do óleo de peixe e a exposição a intensa a corrente de ar durante o processo de recobrimento podem ter sido responsáveis pela aceleração do processo de autoxidação / Abstract: Thin polymeric layers, when applied to microcapsules, can increase the degree of protection and control the release of the contents. Starch microcapsules containing gelatin as binding material, obtained by spray drying, were filled with commercial fish oil by adsorption, and subsequently encapsulated, aimed at forming a film either with gelatin or with a mixture of ca1ciurn chloride and pectin with a low degree of esterification, the encapsulation process being conducted in a fluidized bed system, specifically developed to control the thickness of the walI material. The products obtained were submitted to a shelf life study in an incubator at 45°C, removing samples every two days for a period of 10 days. After extraction, the peroxide value of the samples was quantified. The morphological characterization of the capsules was accompanied by a determination of the average size, particle size distribution and by observation under a scanning electron microscope. The encapsulation yield was determined after drying. A comparison of the average size of the encapsulated particles with that of the non encapsulated ones, which presented an average size of 59.30flm, showed an increase in size of the encapsulated particles. Encapsulation with gelatin increased the average size to 88.4flm, whilst encapsulation with 0.4 and 0.8% ca1cium pectate (% in relation to the dry weight of the product), presented an average size of 94.17 and 120.43flm respectively. The morphology of the encapsulated particles indicated that the walI was not homogeneous, an accurnulation of granules during the process being observed. However, the interstices between the granules were shown to be filled with walI material. The encapsulation yield was 88.87% for the particles encapsulated with gelatin, and 83.81 and 85.92% for those encapsulated in 0.4 and 0.8% ca1cium pectate respectively. Quantification of the peroxides in the samples analyzed, indicated a rapid eterioration of the core material for alI the encapsulated samples. The great susceptibility of fish oil to oxidation and the intense exposure to an air current during the encapsulation process, could have been responsible for the acceleration of the auto-oxidation process / Mestrado / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GermanGonzalez_M.pdf: 1967268 bytes, checksum: fb1da8c45ce0a2b393f58ef9ab9d72d0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os reatores de leito fluidizado são uma das mais importantes tecnologias atuais para processos heterogêneos gás-sólido, tanto catalíticos como não catalíticos. As aplicações industriais mais importantes incluem o craqueamento catalítico na indústria petroquímica, a combustão e/ou gaseificação de carvão, biomassa e resíduos sólidos. Estes são importantes processos para a geração de energia, produção de combustíveis e gás de síntese. Um dos tipos de reatores de leito fluidizado mais relevante é o reator de fluxo ascendente conhecido como riser. Este reator consiste de uma coluna tubular na qual o sólido e o gás escoam co-correntes de forma ascendente. Em comparação com outras tecnologias, o reator riser tem uma importante desvantagem: uma distribuição de tempos de residência variada no reator que reduz a conversão e a seletividade. Recentemente cresceu o interesse por outro tipo de reator gás-sólido circulante que possui melhor desempenho que o reator riser. Neste tipo de reator, conhecido como downer, por oposição ao riser, o escoamento co-corrente gás-sólido ocorre de forma descendente, o que lhe outorga características fluidodinâmicas que se assemelham mais ao escoamento tipo pistão e permitem um melhor controle da conversão, da seletividade e da desativação. O objetivo deste trabalho é estudar a simulação de reatores gás-sólido tipo downer, incorporando modelos fluidodinâmicos com modelos de engenharia das reações químicas e catalíticas. Desenvolve-se, de forma geral, a modelagem dos diferentes fenômenos fluidodinâmicos, físico-químicos e catalíticos que ocorrem no reator e são propostos algoritmos de solução para diferentes situações. Posteriormente, aplica-se o modelo proposto do reator downer ao estudo de um caso industrial: o craqueamento catalítico. Os resultados mostram um enfoque geral aplicável para a modelagem e simulação de sistemas de reações gás-sólido em fluxo descendente. As simulações do processo industrial de craqueamento catalítico revelam que o reator tipo downer apresenta características de desempenho que o fazem superior ao reator tipo riser convencional. / Abstract: The fluidized bed reactor is one of the most important technologies for gas-solid heterogeneous operations, considering catalytic or non catalytic processes. The most important industrial applications include catalytic cracking, coal combustion and biomass combustion. The most relevant fluidized bed reactor is the ascendant flow reactor, which is known as riser. The riser reactor consist of a tubular column in which the solid and the gas flow cocurrently upward. The riser reactor has as main disadvantage a wide residence time distribution, which reduce the conversion and the selectivity. Recently, it has grown the interest in a new type of gas-solid circulating reactor with a better performance than the riser which is known as downer. In this reactor the gas and the solid flow cocurrently downward, creating hydrodynamic features comparable to a plug flow reactor and allowing a better control over the conversion, the selectivity and the deactivation. This work regarded it had been studied the simulation of the gas-solid downer reactor, including hydrodynamic models and models from the chemical reaction engineering. It was developed in a general way the modelling of the hydrodynamic, physical chemical and catalytic phenomena occurring in the reactor. Algorithms were proposed to solve of different simulation cases. The proposed model of the downer reactor was used in the studying of one industrial case: the catalytic cracking. The results show a general approach which is applicable for modelling and simulation of gas-solid reactive system with descendent flow. The simulations of the catalytic cracking show that the downer reactor has features that make it perform better than the conventional riser reactor. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Virginia Aparecida da Silva Moris / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T14:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_SuzaraSantos_M.pdf: 3149435 bytes, checksum: 4253d824e6807a4d4dabe9f5337e4982 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O leito vibrofluidizado (LVF) consiste na aplicação de vibração mecânica ao leito fluidizado convencional com o objetivo de reduzir a ocorrência de bolhas, canais preferenciais e evitar o fenômeno da de fluidização em processos como recobrimento, granulação, entre outros. A utilização do LVF é diversificada para materiais coesivos, adesivos, aglomerados e pastosos. A granulação consiste no aumento da partícula mediante a incorporação de materiais ativos e/ou inertes e é um importante processo utilizado com o objetivo de melhorar aspecto, manuseio, compactação e transporte de partículas finas. Esse processo é bastante encontrado na literatura com o uso em leitos fluidizados convencionais, contudo, o processamento de materiais que possuem forças interpartículas intensas quando sujeitos a aspersão de ligantes, torna-se difícil e dispendioso. A celulose microcristalina é originada da hidrólise ácida da celulose e utilizada, entre outros usos industriais, como estabilizante e aditivo alimentício. Na indústria farmacêutica, é um dos excipientes mais utilizados em formulações de dosagem oral. Baseado no exposto foi realizado um estudo sobre a granulação da celulose microcristalina em leito vibrofluidizado, utilizando como ligante solução de matodextrina 35%. A solução foi aspergida sobre o leito de partículas através de um sistema de atomização acoplado ao leito vibrofluidizado. Foi desenvolvido um planejamento experimental fatorial fracionário (25-1), cujas variáveis operacionais foram: amplitude (A) e frequência (f) de vibração, pressão de atomização (P), temperatura do ar de entrada (T) e vazão de solução (Q). Os níveis das variáveis de entrada no planejamento foram: 0,01m e 0,02m; 3 Hz e 6 Hz, 5 Psig e 15 Psig, 60ºC e 80ºC e 4 ml/min e 10 ml/min, respectivamente. O planejamento foi desenvolvido com 4 repetições no ponto central. Para avaliar a qualidade do produto foram analisadas três variáveis de resposta, que resultaram nas seguintes faixas: crescimento da partícula - 3,17% a 33,11%, ângulo de repouso - 8,4º a 12º e índice de aglomerados - 0,2% a 5,69%. Com o experimento estatisticamente planejado constatou-se que todas as variáveis independentes influenciaram as variáveis de resposta consideradas e, portanto, não foi possível estabelecer um planejamento completo com um número menor de variáveis. O comportamento fluidodinâmico da celulose microcristalina antes da granulação também foi estudado. As curvas obtidas refletiram um comportamento característico encontrado na literatura de leitos vibrofluidizados. A fluidodinâmica do material permitiu, embora com dificuldade, determinar a velocidade de mínima fluidização (pelo método convencional da interseção das retas em leitos fluidizados) e velocidade de mínima fluidização completa para leitos vibrofluidizados. A velocidade de mínima mistura do material também foi determinada, mas por observação visual durante os experimentos. A velocidade de operação foi estabelecida em 0,30 m/s após os ensaios preliminares de fluidodinâmica e de granulação. O produto final obtido após o processo de granulação apresentou boa escoabilidade e um aumento no seu diâmetro médio de Sauter, confirmando a granulação da celulose microcristalina e revelando o leito vibrofluidizado como equipamento promissor para efetuar o processo de granulação. / Abstract: The vibrofluidized bed (VFB) consists in applying mechanical vibration to the conventional fluidized bed to reduce the occurrence of bubbles, preferential channeling and defluidization phenomena, which are common when fluidizing cohesive, adhesive and paste materials. Granulation is used to increase particle size through incorporation of active materials and/or inert and it is a very important process to improve the appearance, handling and transport of fine particles. Granulation is usually conducted using conventional fluidized beds; however, the processing of powders having high interparticle forces, when subjected to intense spraying of binders, is difficult and expensive. Microcrystalline cellulose is a fine powder that is originated from acid hydrolysis of cellulose and is used, among other industrial uses, as a stabilizer, food additive and carrier in drugs. This work reports the analysis of wet granulation of microcrystalline cellulose in a vibrofluidized bed using an aqueous maltodextrina solution as binder. A factorial experimental design (25-1) was developed with the independent variables: vibration amplitude (A) and frequency (f), atomization pressure (P), inlet air temperature (T) and maltodextrin solution flow rate (Q). The responses analyzed were in the following levels: particle growth - 3.17% to 33.11%, angle of repose - 8.4º to 12º and percentage of lumps - 0.2% to 5.69%. The statistical analysis of the experimental design was able to determine that all the independent variables showed significant influence on the process and so it was not possible to perform an experimental design with a smaller number of variables. The fluid dynamics of the bed of microcrystalline cellulose before granulation was also analyzed and it presented the behavior of fluid dynamic curves of vibrofluidized beds found in the literature. In spite of the difficulty, the fluid dynamic curves allowed to determine the minimum fluidization velocity (conventional method of intersection of straight lines of fixed and fluidized regions) and complete minimum fluidization for vibrofluidized beds. The velocity of minimum mixture was also determined, by visual observation. The operation velocity was set at 0.30 m/s based on the dynamic tests and preliminary tests of granulation. The final product showed excellent flowability and generated an increase in its mean Sauter diameter, thus confirming the granulation of microcrystalline cellulose and showing the vibrofluidized bed as promising equipment for this process. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Virgínia Aparecida da Silva Moris / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_JanainaFerreira_D.pdf: 1733397 bytes, checksum: cf94e9d446e8a6b5e90066cbd82e3c19 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O equipamento mais apropriado e utilizado no recobrimento de partículas finas é o leito fluidizado. Entretanto, trabalhos de pesquisa e a prática industrial mostram que, para alguns processos, são necessárias modificações do equipamento convencional para melhorar o regime fluidodinâmico. O emprego de vibração mecânica ao leito fluidizado convencional tem resultado em significativa melhora no desempenho de processos com partículas finas e coesivas, de difícil fluidização. A aplicação de recobrimento em partículas desse tipo (principalmente químicos, fármacos e alimentos) tem adquirido cada vez mais importância industrial, tendo diversas finalidades, como por exemplo, a diminuição da reatividade do material recoberto com o meio externo (luz, oxigênio e água, entre outros agentes). Levando em conta a importância do recobrimento de grânulos finos, a dificuldade de operação dos leitos fluidizados convencionais com esse tipo de partícula e a escassez de estudos deste processo no leito vibrofluidizado, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo da fluidodinâmica e do processo de proteção do bicarbonato de sódio em um leito vibrofluidizado por recobrimento e aglomeração. As seguintes etapas foram executadas: caracterização física do bicarbonato de sódio, estudo da fluidodinâmica em leito fluidizado convencional e vibrofluidizado, análise dos processos de recobrimento e aglomeração por suspensão polimérica em função da amplitude e freqüência de vibração e da temperatura do ar, avaliando o diâmetro médio, índice de Hausner, ângulo de repouso, índice de escoabilidade e liberação de CO2 do produto, além do índice de torrões e massa elutriada no processo. Foram também realizadas análises da eficiência de proteção do produto para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ambiente e do monitoramento do processo utilizando medidas de flutuação de pressão. A fluidodinâmica do material no leito vibrofluidizado resultou em curvas características típicas da literatura e foram determinadas as velocidades de mínima fluidização, vibrofluidização e vibrofluidização completa e de mínima mistura, variando-se a amplitude entre 0 e 2 cm e a freqüência entre 0 e 360 rpm. Foram observadas menores velocidades de fluidização incipiente para o leito vibrofluidizado em relação ao leito fluidizado convencional, além de expressiva melhora na dinâmica em leito vibrofluidizado. O processo de recobrimento foi realizado variando-se a amplitude entre 0 e 2 cm, a freqüência entre 0 e 360 rpm e a temperatura do ar de fluidização entre 60° C e 80° C. Os resultados revelaram a presença de dois mecanismos distintos dependente das condições de operação: recobrimento das partículas individuais por camadas e aglomeração por nucleação, que tiveram como conseqüência uma faixa bastante ampla de crescimento (6,69 % a 44,50 %). O índice de escoabilidade, ângulo de repouso e índice de Hausner foram menores para partículas recobertas comparadas com o bicarbonato de sódio sem recobrimento, indicando melhor fluidez do material após o processo. Foi comprovada a eficiência da proteção do bicarbonato de sódio tanto pelo recobrimento como pela aglomeração, visto que para o bicarbonato processado a perda de CO2 ficou entre 2 % e 9 %, enquanto para o bicarbonato puro essa perda variou entre 5,5 % e 12,5 % nas condições de ambiente estudadas. A análise das isotermas de adsorção confirmou a eficiência de proteção por recobrimento e aglomeração do bicarbonato de sódio, e o modelo de GAB mostrou-se adequado para o ajuste das isotermas de adsorção do bicarbonato de sódio recoberto e aglomerado. Foi também verificada a viabilidade do monitoramento do processo através de medidas de flutuação de pressão em tempo real / Abstract: The most appropriate equipment used in the coating of fine particle is the fluidized bed. However, research studies and industrial practice show that in some cases modifications of the conventional equipment is necessary to maintain its dynamic stability. The use of mechanical vibration in conventional fluidized beds results in significant improvement of the process performance with fine and cohesive particles, which are difficult to fluidize. The coating of fine particles (mainly chemicals, pharmaceuticals and food) is getting more and more industrial importance aiming at different purposes, as for example to decrease reactivity of the material with the environment (light, oxygen and water, among others). Due to the importance of coating of fine particles and the rareness of studies on this process in vibrofluidized beds, this work aims to study the fluid dynamics and coating of sodium bicarbonate in a vibrofluidized bed, passing through the following stages: the sodium bicarbonate physical characterization, fluid dynamic analysis of the material in conventional and vibrofluidized beds, process analysis as a function of amplitude and frequency of vibration, and of the fluidizing air temperature, evaluating the product mean diameter, Hausner index, angle of repose, flowability index and CO2 release, as well as lump index and elutriated mass. Product protection efficiency and analysis of process monitoring using measurements of pressure fluctuation were also carried out. The material fluid dynamics provided characteristic curves typical of the ones found in the literature for vibrofluidized beds. Minimum fluidization, minimum vibrofluidization, minimum complete vibrofluidization and minimum mixture velocities were determined for varying vibration amplitude between 0 and 2 cm and frequency between 0 and 360 rpm. Inferior values were obtained for the vibrofluidized bed incipient velocity, compared to the conventional fluidized bed, and intense movement of the particles with enhancement of the bed dynamics was verified. The coating process was performed for varying vibration amplitude between 0 and 2 cm, frequency between 0 and 360 rpm and temperature of fluidizing air between 60 °C and 80 °C. The results revealed the presence of two distinct mechanisms depending on the operating conditions: layering of individual particles and agglomeration by nucleation, having as a consequence a broad range of particle growth (6.69 % to 44.50 %). The flowability index, angle of repose and Hausner index of the coated particles were smaller compared with uncoated sodium bicarbonate, indicating greater fluidity of the material after processing. The efficiency of protection of sodium bicarbonate by the polymeric coating/agglomeration was demonstrated as CO2 loss was between 2 % and 9 % for processed bicarbonate, while that for the pure bicarbonate ranged between 5.5 % and 12.5 % for the environment conditions analyzed. The analysis of adsorption isotherms confirmed the sodium bicarbonate protection by polymeric coating and agglomeration, and the GAB model was suitable for adjusting the adsorption isotherms of coated and agglomerated sodium bicarbonate. Also, the viability of monitoring the process through on line measures of pressure fluctuation was verified / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_FernandoLuisPachecode_M.pdf: 2422159 bytes, checksum: 82e34e8ca57f9d94233bcef229bb512f (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2574_1.pdf: 4328964 bytes, checksum: 679a9295d69b2a1f2c4705c8de70e18f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A reforma do metano com dióxido de carbono para produzir gás de síntese sobre os catalisadores de Ni/γ-Al2O3 e Ni/CeO2-Al2O3 foi investigada. O catalisador de níquel suportado em gama alumina e gama alumina céria apresentou elevada atividade e estabilidade, apesar de seu elevado potencial para desativação por formação de coque sobre os sítios ativos. O desenvolvimento da reforma seca do metano, principal componente do gás natural (GN), foi estudado em reator de leito fluidizado segundo o modelo original em duas fases proposto por Van Deemter e Van der Laan (1961) e Kunii e Levenspiel (1969). Com vistas à condução do processo de reforma seca do CH4 foi projetado e construído um sistema piloto laboratorial constituído de um reator de leito fluidizado em aço inoxidável AISI 310S, o qual apresenta as seguintes características geométricas e operacionais: Ht = 1,18 m, Dint. = 0,038 m, velocidade mínima de fluidização umf = 0,31 cm/s, velocidade superficial uo = 1,76 cm/s, vazão superficial de operação Qo = 1200 cm3/min, diâmetro da partícula variando entre (dp) = 65-114 μm, massa de catalisador mcat. = 280g e temperatura de operação de 973,15K sob pressão constante de 1 bar. Nestas condições previstas de operações, foram elaboradas as modelagens matemáticas de balanços de massa e energia, as quais foram aplicadas ao processo de reforma quando os perfis de concentração dos reagentes e produtos foram obtidos. Os modelos matemáticos formulados para o presente trabalho foram validados com base nas observações experimentais da reforma seca do metano em reator de leito fluidizado borbulhante. O processo foi realizado com razão molar de alimentação de CH4:CO2:Ar = (2:3:15 v/v), tempo espacial de 14 gcat s cm-3 a 28 gcat s cm-3 , GHSV = (128,57- 257,15) cm3 gcat -1 h-1 e atingiu patamares de conversões de 51,54% e 45,51% com relação ao CH4 e CO2. Os rendimentos atingiram os patamares de 47,72% para o H2, 49,95 para o CO e 97,67% para o gás de síntese. As seletividades dos produtos na saída do reator, segundo predições do modelo e medições experimentais, atingiram a ordem de grandeza média de 48,05% e 98,35% para o hidrogênio e para o gás de síntese produzido

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo693_1.pdf: 4762765 bytes, checksum: 1188a986789975a8f6599ebcffe65f52 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de reforma do gás natural (GN) com dióxido de carbono apresenta grande potencial para a indústria química e o meio ambiente, podendo ser utilizada como sistema de transformação e armazenamento de energia limpa, devido a sua reversibilidade e endotermicidade. Além de fornecer a melhor matéria-prima para a indústria de síntese, por sua alta seletividade em hidrogênio e monóxido de carbono (H2+CO), na razão de 1:1, esta proporção do gás de síntese conduz à mais recomendada fração de alimentação para a produção de oxo-álcoois, e combustíveis isentos de enxofre e nitrogênio. A presente pesquisa coloca enfoque sobre a transformação do metano com dióxido de carbono em presença de catalisador de níquel. O catalisador utilizado foi preparado através da metodologia de impregnação por via úmida, tendo como sal precursor, o nitrato de níquel hexa-hidratado. Os testes e análises de atividade catalítica foram realizados em micro reator de leito fixo, com massa de catalisador de 0,13g, mistura reacional de CH4:CO2:Ar (1:1,5:7,5), variando sua vazão volumétrica de 200cm3/min a 900cm3/min, sob condições atmosféricas, nas temperaturas de 1023,15K, 1073,15K e 1123,15K. Os produtos da reação de reforma (CO, H2, H2O) conduziram à conversão do metano em torno de 98,12%, e de 84,21% em relação ao dióxido de carbono. As avaliações cinéticas experimentais foram interpretadas por um modelo cinético com base no mecanismo composto pelas etapas de decomposição catalítica heterogênea do metano (I), reação reversa de gás shift homogênea (II) e reação reversa de Boudouard heterogênea não catalítica (III). Os ajustes destes modelos às evoluções cinéticas dos reagentes e produtos do processo, fornecem valores das constantes cinéticas e de adsorção nas etapas de reações nas três temperaturas praticadas, permitindo a quantificação das energias de ativação (EaI = 242,66 kJ/mol, EaII = 350,08 kJ/mol, EaIII = 115,86 kJ/mol, e KadI(2023,15K) = 6,46x10-3 m3/mol, KadI(1073,15K) = 2,42x10-3 m3/mol, KadI(1123,15K) = 1,12x10-3 m3/mol). As avaliações cinéticas permitiram o estabelecimento de previsão de operação do processo de reforma do metano com dióxido de carbono em reator de leito fluidizado projetado e instalado. A utilização de um modelo heterogêneo unidimensional, do tipo Kunii-Levespiel (1969); Van Deemter (1961) para um reator de leito fluidizado borbulhante, permitiram simulações retratando perfis de concentração dos reagentes (CH4+CO2) e dos produtos (CO+H2), destacando-se os efeitos da temperatura

Orientador: Arai Augusta Bernardez Pecora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T09:11:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HernandezRodriguez_OscarMauricio_M.pdf: 9306255 bytes, checksum: dadc1b869f81d7aa5408b37dfb30f782 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A recuperação de calor de gases ou sólidos particulados aquecidos é uma das aplicações viáveis dos sistemas fluidizados. Neste trabalho foi realizado um estudo da recuperação de calor de sólidos particulados aquecidos através do desenvolvimento de uma metodologia de projeto e de um modelo matemático para um trocador de calor com leito fluidizado raso com tubos imersos e do levantamento da influência dos parâmetros: diâmetro da partícula, fluxo mássico de sólidos e fluxo mássico de gás fluidizante. Foi projetada e construída uma bancada experimental constituída de uma válvula de alimentação pneumática de sólidos, um combustor com leito fluidizado borbulhante, uma válvula de alimentação para sólidos quentes e um trocador de calor com leito fluidizado raso. O sistema de recuperação de calor foi avaliado em termos de sua efetividade através da determinação do coeficiente de transferência de calor mistura-parede e das temperaturas de entrada e saída das três correntes envolvidas no balanço de energia: água, ar e sólidos. Foram realizadas medidas da temperatura da suspensão gás sólido, o que permitiu a obtenção experimental do coeficiente de transferência de calor mistura-parede ao longo do comprimento do trocador, resultado ainda não disponível na literatura. Os resultados experimentais foram posteriormente comparados com os encontrados na literatura e também com os obtidos através do modelo desenvolvido para prever o comportamento do sistema, apresentando bom acordo. Os resultados obtidos são importantes para uma melhor compreensão de sistemas para recuperação de energia de sólidos particulados quentes, além de serem úteis para o projeto de trocadores de calor com leito fluidizado raso / Abstract: The heat recovery from hot gases or hot solid particles is one of the viable applications of fluidized systems. This work presents a study on heat recovery from solid particles through the development of a design methodology and a mathematical model for a shallow fluidized bed heat exchanger with immerged tubes and through the analysis of the influence of three parameters: particle diameter, solids and gas mass flow rate. An experimental device, with a solids pneumatic valve, a bubbling fluidized bed combustor, a hot particles feeding valve and a shallow fluidized bed heat exchanger was designed and built. The effectiveness of the heat recovery system was evaluated through the determination of the average bed-wall heat transfer coefficient and of the inlet/outlet temperatures of the three currents involved in the energy balance: water, air and solids. Gas-solid suspension temperature measurements were taken, what allowed to obtain the bed-wall heat transfer coefficient along the heat exchanger length, that resuIt isn't yet availablein the literature. The experimental results were compared with the literature and with the obtained through the model developed to foresee the behavior of the system. The results contribute for a better understanding of heat recovery systems of hot solid particles, and are useful for the design of shallow fluidized bed heat exchangers / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T05:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_RobertoLuisGomesda_M.pdf: 4555527 bytes, checksum: c05f06e6d6afae91414137377cbe242d (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O recobrimento de materiais granulares é urna operação bastante utilizada pela industria Farmacêutica com diversas finalidades, que vão desde fatores estéticos ao controle da taxa de dissolução de substâncias químicas e incluem: facilitar a administração através da obtenção de uma super:ficie lisa, identificar o medicamento pelo emprego de cores, proteger a droga de agentes atmosféricos como, luz, oxigênio, entre outros. Neste trabalho estudou-se a fluido dinâmica e o recobrimento da celulose microcristalina - MICROCEL, que é o principal excipiente usado na indústria farmacêutica, com uma suspensão aquosa a base de Eudragit'1! / Abstract: The coating of granular materials is an operation widely used by tbe Pharrnaceutical industry with diverse purposes: to improve the product appearance, to obtain a product with controlled release of active components, to facilitate the administration through the artainrnent of a smooth surface, to identii)r the drug by colors, to prateet the drug ITom atmospheric agents as, light, oxygen, among others. ln this work, the fluid dy11aID.ics and the coating of microcrystalline cellulose - MICROCEL, which is the main excipient used in the pharmaceutical industry, was analyzed. An aqueous polymeric suspension of Eudragit@ was used as the coating liquid in a fluidized bed. The suspension was eontinuously sprayed on the granules by a double-fluid nome loeated at the top ofthe bed. The objeetive of this work was to analyze the fluid-dynamics of a fluidized bed during the coating process, using particles of type B according to Geldart classification, aiming at the identillcation of the bed saturation (instability andíor fluidized regime collapse) and relating it to the operating conditions. The independent variables analyzed were the flow rate of eoating suspension (Ws), for the values: 6.4, 11.0 and 18.0 glmin and the atomization pressure (pat) in the following levels: 10, 15 and 20 psig. The inlet aÍ! temperature of the bed was kept constant at 70°C, as well as the sÍZe of the particles, in the range of 0.30 - 0.42 mIn. A 32 factorial desígn was employed to evaluate the influences of the operating condítions on the responses: the process efficíeney, the partíc1es growth, the agglomerate formation and the instantaneous saturation until the bed collapse. The process efficiency varied ITom 51 to 99,7 %, the particles growth was characteristíc of a fi1m coating, the agglomerates índex varied ITom 0.38 to 6.28 % and the bed instantaneous saturation ITom 5.370.10-3 to 16.828.10-3 (min-l). During the experiments, i1 was observed that the fluidized regime collapse is related to the bed saturation, since the bed porosity decreases with the saturation increase, with consequent packing of the particles and collapse ofthe bed regime / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química