O emprego de sistemas em fluxo com multi-impulsão são destaques quanto ao volume de efluentes gerados e a possibilidade de mecanização, operando em condições dinâmicas. A utilização de microbombas solenoide é potencial em processos de adsorção/dessorção de analitos, pois desempenham o fluxo pulsado, e quando operadas em conjunto com o estabelecimento da condição de leito fluidizado, contribuem para o aumento da eficiência de adsorção/dessorção. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver e avaliar sistemas de extração sólido-líquido e análises química em fluxo, explorando fluxos pulsados e o estabelecimento da condição de leito fluidizado, visando melhorar a eficiência de interação da amostra e reagente. Para tanto, foram desenvolvidos sistemas em fluxo com multi-impulsão associados ao uso de colunas de leito fluidizado. 1) Sistema para determinação da capacidade de adsorção de fósforo; determinação do fósforo remanescente (P-rem) em solos; 2) Sistema para determinação da capacidade de troca catiônica (CTC) de solos, avaliando a adsorção e a dessorção de analitos. Foi demonstrado que o fósforo e o cálcio contidos em solução são eficientemente adsorvidos/dessorvidos pelo solo, reduzindo significativamente os efeitos de aumento de pressão com o estabelecimento do leito fluidizado (fluidização pulsada) nas colunas contendo 50 mg de amostras de solo. A substituição do fluxo pulsado (microbomba solenoide) pelo fluxo contínuo (bomba peristáltica) limitou a interação sólido-líquido, pois estabeleceu caminhos preferenciais, desfavorecendo as condições de mistura. A utilização das microbombas solenoide em conjunto com a fluidização das amostras de solo, apresentou vantagens quanto à diminuição da quantidade de massa de solo requerida (entre 100 e 200 vezes), redução do consumo de reagentes e resíduos gerados (40 vezes), demonstrando o potencial do sistema em fluxo proposto por ser uma alternativa ambientalmente adequada. Os sistemas propostos são versáteis e facilmente adaptados para outros estudos de extração / Multi-pumping flow systems are highlights on the volume of effluents generated and mechanization, operating in dynamic conditions. Solenoid micro-pumps are potential in the analyte adsorption/desorption processes, because they play the pulsed flow and when operated in conjunction with the establishment of the fluidized bed condition, contribute to the increase of the adsorption/desorption efficiency. The objective of this work was to develop and evaluate solid-liquid extraction and flow analysis systems, exploring pulsed flows and establishing the fluidized bed condition in order to improve the solid-liquid interaction efficiency. It was developed multi-pumping flow systems associated with the establishment of the fluidized bed columns. 1) System for determination of phosphorus adsorption capacity; determination of the remaining phosphorus (P-rem) in soils; 2) System to determine the cation exchange capacity (CEC) of soils, evaluating the adsorption and desorption of analyte. It has been shown that the phosphorus and calcium contained in solution are efficiently adsorbed/desorbed by the soil, significantly reducing the effects of pressure increase with the establishment of the fluidized bed (pulsed fluidization) in the columns containing 50 mg of soil samples. The substitution of the pulsed flow (solenoid micro-pump) by the continuous flow (peristaltic pump) limited the solid-liquid interaction, since it established preferential pathways, undermining the mixing conditions. The use of the solenoid micro-pumps in conjunction with the fluidization of the soil samples presented advantages in terms of decreasing the amount of soil mass required (between 100 and 200-fold time), reducing the consumption of reagents, solutions and waste production (40-fold time), demonstrating the potential of this system to be an environmentally friendly alternative. The proposed systems are versatile and easily adapted to other extraction studies

Ces travaux de recherche s'intéressent à la caractérisation des transferts thermiques dans les milieux fluide-particules, et en particulier, les lits fluidisés au sein desquels un solide divisé est mis en suspension par un fluide. La grande diversité d'échelles spatiales et temporelles dans ces procédés nécessite d'étudier les interactions hydrodynamiques, thermiques et/ou chimiques entre les particules et le fluide à l'aide d'une approche multi-échelles. Une étude des transferts thermiques dans des lits fixes puis fluidisés, est réalisée à deux échelles : locale (Particle Resolved Simulation) et moyennée (Discrete Element Method-Computional Fluids Dynamics). L'étude PRS permet de caractériser les couplages locaux des transferts thermiques entre particules ainsi que la dynamique de ces transferts dans les configurations fluidisées. Une étude comparative entre les échelles met en évidence les limites du modèle DEM-CFD à capter les fluctuations des transferts thermiques observées dans les simulations PRS. Dans un dernier temps, les fermetures du modèle DEM-CFD sont améliorées de manière à réintroduire les fluctuations perdues par le changement d'échelles. / This work aims at characterizing heat transfer into fluid-solid flows, and more particularly fluidized beds, into which a solid phase is suspended by a flowing fluid. The wide range of spatial and temporal scales present in such processes encourage to study hydrodynamic, thermal and/or chemical interactions between the particles and the fluid through a multi-scale strategy. The analysis of thermal interactions was first carried out for fixed bed configurations and then, fluidized beds at two overlapping scales: local (PRS; Particle Resolved Simulation) and mesoscopic (DEMCFD; Discrete Element Method-Computional Fluids Dynamics). The PRS approach accounts for the local coupling of heat transfer between the particles and its dynamics into fluidized beds. A comparative study of the two scales indicated the limits of the DEM-CFD model to capture the heat transfer fluctuations observed into PRS. In a last step, the closure laws for DEM-CFD were improved to reintroduce the fluctuations lost at this scale.

Nesse trabalho foi estudado a degradação anaeróbia do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), um surfactante amplamente utilizado na fabricação de detergentes e presente em esgoto doméstico e águas residuárias industriais. Para isso foi utilizado reator anaeróbio de leito fluidificado em escala de bancada (1,2 L) preenchido com material suporte para imobilização da biomassa. Quatro diferentes suportes foram testados previamente em reatores de leito fluidificado em menor escala (350 ml): carvão ativado (R1), argila expandida (R2), pérolas de vidro (R3) e areia (R4). Todos os reatores foram inoculados com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentados com substrato sintético acrescido de LAS. Os reatores foram mantidos a 30°C e operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 horas. Foi possível constatar que os quatro reatores foram aptos na remoção de matéria orgânica (acima de 84%) e LAS (acima de 81%), respectivamente para concentração inicial média de 550 mg/L e 16,5 mg/L. No entanto, carvão ativado e argila expandida sofreram processo de fragmentação durante a operação do reator. Assim, areia foi o material escolhido para preencher o reator em escala de bancada devido aos bons resultados de remoção do LAS (99%), menor custo e facilidade de aquisição, quando comparada a pérola de vidro. Após 270 dias de operação, com concentrações crescentes de LAS e média de 32,3 mg/L, constatou-se que o reator em escala de bancada removeu 93% de LAS. Todos os suportes adsorveram pouco LAS (máximo de 0,43 mgLAS/gargila) não interferindo significativamente no processo de remoção biológica. Exames microscópicos realizados durante a operação dos reatores mostraram que estiveram presentes microrganismos com morfologias semelhantes a espiroquetas, bacilos, bactérias filamentosas e cocos, entre outros. A biomassa presente no final da operação do reator em escala de bancada e nos reatores menores preenchidos com pérolas de vidro (R3) e areia (R4) foi submetida à técnica de clonagem e sequenciamento do gene 16S RNAr para o Domínio Bacteria. Observou-se que os reatores apresentaram clones relacionados a diversos Filos como Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia e Firmicutes, entre outros. / This work presents the anaerobic degradation of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a surfactant widely used in the production of detergents and present in domestic and industrial wastewaters. It was used an anaerobic fluidized bed reactor in bench scale (1,2L) filled with support material for biomass immobilization. Four different supports were previously tested in small scale fluidized bed reactors (350 ml): activated charcoal (R1), expanded clay (R2), glass beads (R3) and sand (R4). All reactors were inoculated with sludge from a UASB reactor treating swine wastewater and were fed with a synthetic substrate supplemented with LAS. The reactors were kept at 30ºC and operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 h. It was possible to note that the four tested reactors were able to remove organic matter (higher than 84%) and LAS (higher than 81%), respectively, to initial mean value of 550 mg/L and 16.5 mg/L. However, activated charcoal and expanded clay both produced shearing during reactor operation. Thus, sand was the chosen material to fill the bench scale reacto because of good results of LAS removal (99%) and smaller cost and affordability compared to glass beads. After 270 days of operation, with crescent LAS concentrations and average of 32,3 mg/L, it was found that the bench scale reactor was able to remove LAS in 93%. All supports adsorb a few LAS (maximun of 0.43 mgLAS/gclay). This value does not interfere in biologic removal process. Microscopic tests done during the reactor´s operation presented microorganisms with morphologies similar to spirochetes, bacillus, filamentous, cocci and others. 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis of samples from the bench scale reactor and smaller reactor filled with glass beads (R3) and sand (R4) revealed that these reactors gave rise to broad microbial diversity, with microorganisms belonging to the phyla Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia and Firmicutes, and others.

A integração de diferentes processos de tratamento na degradação de efluente têxtil foi avaliada utilizando-se a técnica de precipitação, processos oxidativos avançados (POA) e tratamento biológico aeróbio. Os POAs (Ozônio/UV e reagente de Fenton/UV) foram avaliados com experimentos em bateladas de acordo com um planejamento fatorial L18 (Método Tagushi) em função da vazão de ozônio, concentração de reagente Fenton, radiação UV, pH e temperatura. No tratamento microbiológico por processo contínuo, foi utilizado um reator de leito fluidizado com células imobilizadas de zeólitas e avaliados parâmetros como pré-tratamento com POAs, vazão de aeração, taxa de diluição. Concluiu-se que com o pré-tratamento físico-químico obteve-se resultados bastante satisfatórios na redução da DQO e COT, porém gerou uma quantidade desnecessária de lodo. A integração lodo ativado/Reagente Fenton mostrou-se bastante adequada, principalmente na remoção da cor e turbidez; a variedade e freqüência dos microrganismos observados durante o monitoramento biológico foram condizentes com os sistemas de lodo ativado operando eficientemente e o emprego de zeólitas como suporte mostrou-se significativo, alcançando 63,3 % de imobilização do microrganismo no suporte. / The integration of different treatment processes in the degradation of textile wastewater was evaluated using precipitation technique, advanced oxidation processes (AOP) and aerobic biological treatment. AOPs (Ozone/UV and reagent of Fenton/UV) were evaluated in batch experiments according to a factorial planning L18 (Tagushi Method) in function of the flow of ozone, concentration of reagent Fenton, UV radiation, pH and temperature. In the microbiological treatment for continuous process, a reactor of bed fluidized was used with immobilized cells of zeolites some parameters were evaluated such as pre-treatment with AOPs, aeration flow, diluition rate. Satisfactory results were obtained with the physical-chemistry pre-treatment in the reduction of COD and TOC, however it generated an unnecessary amount of sludge. The integration activated sludge/Reagent Fenton was shown quite appropriate, mainly in the removal of the color and turbidity; the variety and frequency of the microorganisms observed during the biological monitorament were suitable with the systems of activated sludge operating efficiently and the use of zeolites as support was shown significant, reaching 63,3 % of immobilization of the microorganism in the support.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Konzepte für Gasaufbereitung in Kombikraftwerken mit integrierter Wirbelschichtvergasung und CO2-Abtrennung untersucht (IGCC-CCS). Dabei stehen die Konvertierung von Kohlenmonoxid (CO-Shift) und die Einbindung dieses Prozeß-schrittes in ein IGCC-CCS-Kraftwerk im Mittelpunkt. Ziel der Arbeit ist die energetische und wirtschaftliche Bewertung von Konzepten zur CO2-Abtrennung für ein ab 2015 baubares, grundlastfähiges IGCC-CCS-Kraftwerk der 800-MW-Klasse. Dazu werden neben den bekannten konventionellen, mehrstufigen Konzepten der Rohgas- und Reingas-Shift weitere alternative Ansätze zur Steigerung des Anlagenwirkungsgrades sowie zur Senkung der spezifischen CO2-Emission verfolgt. Die Ergebnisse der mit Hilfe von ASPEN Plus und EBSILON Professional durchgeführten Prozesssimulationen werden im Vergleich zu Dampfkraftwerken neuester Bauart wirtschaftlich bewertet.

La meta de esta tesis es impulsar las tendencias de desarrollo de la industria química que promueven la sostenibilidad de la misma. El objetivo es un control integrado de la contaminación que permita reducir las emisiones a fin de promover las actividades de producción sostenibles.En este sentido, el tratamiento de efluentes industriales con fluoruros consiste en una precipitación química. Sin embargo, el proceso genera elevadas cantidades de lodos con elevada humedad y bajo riqueza en fluoruro cálcico, por lo que su reutilización en la fabricación de HF no es viable técnica y económicamente.En esta tesis se presenta la recuperación de fluoruros de aguas industriales fluoradas mediante cristalización en un reactor de lecho fluidizado. Las principales ventajas de esta tecnología respecto del tratamiento convencional son la no generación de lodos, la reducción de residuos y la recuperación de fluoruro para su posterior valorización. / The aim of this thesis is to support the trends of the chemical industry development that promote sustainability. The goal is an integrated pollution control to reduce the emissions in order to promote sustainable production activities.In this sense, the common methods for fluoride removal from industrial wastewater involve chemical precipitation. The process generates large amounts of a water rich sludge requiring disposal with increasing costs. Due to the high water content and the low quality of the sludge, reuse of fluoride is not an economical option. The removal of fluoride in a fluidized bed reactor by crystallization has been presented in this thesis as an alternative to the chemical precipitation. When it is compared with the conventional precipitation process, the major advantage of this new clean technology is the elimination of sludge formation, the materials recovery and the reduction of solid waste.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T16:51:04Z No. of bitstreams: 1 VIMÁRIO SIMÕES SILVA - TESE PPGEP 2004..pdf: 7946663 bytes, checksum: d4d441a16d5722370a6af66bb77ae188 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T16:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIMÁRIO SIMÕES SILVA - TESE PPGEP 2004..pdf: 7946663 bytes, checksum: d4d441a16d5722370a6af66bb77ae188 (MD5) Previous issue date: 2004-08-31 / Os microrganismos, além de sua importância industrial na obtenção por via biotecnológica de diversos produtos, podem ser utilizados diretamente como alimento para humanos e animais. Neste contexto, vem crescendo o interesse pelo aproveitamento de fontes proteicas não tradicionais, na formulação de ração animal. A utilização de leveduras, tem por meta suprir a carência de proteínas e vitaminas BI. A operação de secagem é importante porque prepara o produto com as características necessárias para atender as exigências de mercado e dentro deste contexto, o leito de jorro e leito fluidizado podem ser utilizados como mais uma opção dentro dos diversos tipos de secadores ora empregados nesta operação. A matéria prima utilizada neste trabalho foi à levedura do gênero Saccharomyces cerevisiae prensada do tipo comercial (fermento biológico fresco da marca Fleischmann"), com umidade média de 70% em base úmida, de cor creme, e granulometria média de 0,991 mm. Os experimentos de secagem de levedura foram realizados em leito de inertes constituído de partículas de poliestireno de 3,26 mm em coluna de 10,3 cm de diâmetro e 25,3 cm de altura. Inicialmente foram levantados dados de equilíbrio higroscópico da levedura a 25, 30, 40 e 49 °C e as isotermas de dessorção obtidas foram ajustadas pelos modelos de GAB e BET Numa segunda etapa, foi estudada a fluidodinâmica do leito de jorro e leito fluidizado para analisar o efeito da presença de leveduras sobre o comportamento do leito de inertes e definir as condições mínimas de operação de modo a estabelecer a matriz de planejamento fatorial. Com o objetivo de analisar e comparar o desempenho dos leitos fluidodinamicamente ativos foi estudada a secagem em leito de jorro e leito fluidizado. Para isto, foi seguido um planejamento fatorial tendo como variáveis de entrada a velocidade do ar e a quantidade de leveduras alimentada, e, como respostas, o rendimento, retenção, perdas, umidade do produto e teor de proteínas. A temperatura foi fixada entre 38 e 44 °C. para todos os experimentos. As taxas instantâneas de evaporação de água apresentaram flutuações na maioria dos ensaios, tanto em leito de jorro como em leito fluidizado, as eficiências energéticas de secagem foram relativamente baixas nos dois processos, em torno de 5 a 50%. A cinética de produção de pó mostrou comportamento crescente e praticamente linear em todos os experimentos. Foi obtido nos ensaios em leito de jorro, um conteúdo de umidade no produto entre 11,65 a 31,34%, em base úmida, e teor proteínas entre 50,09 e 52,68%. Para o leito fluidizado em 7,98 a 48,72% de umidade e 40,6 a 49,7% de proteínas Diante do exposto, o secador de leito de jorro apresentou melhor desempenho, visto que, na qualidade do produto, a umidade e teor de proteínas apresentaram melhores resultados, e um maior rendimento e menor retenção de pó. Comparado com outros secadores, apresentou desempenho maior em termos de proteínas e performance, sendo recomendado estudar o processamento com temperaturas maiores de modo a reduzir o teor de umidade do produto. / Microorganisms, aside from their industrial importance in obtaining several products by biotechnology, can be used directly as food for humans and animals. In this context, an interest in non-conventional sources of protein for animal feed has been growing. The use of yeasts has the aim of supplying the proteins and vitamin B1 requirement. The drying operation is important because it prepares the product with the characteristics necessary for attending to the market demands and in this context the spouted bed and the fluidized bed can be used as one more option in the various types of dryers used in this operation. The raw material used in this work was pressed Saccharomyces cerevisiae commercial type yeast (fresh biological Fleischmann yeast), with an average moisture of 70% in a wet base, cream-colored, and an average size of 0.991 mm. The yeast drying experiments were performed in inert beds constituted by polystyrene particles of 3.26 mm in a column of 10.3 cm of diameter and 25.3 cm of height. The yeast was fed at the top of the column in an intermittent regime. Initially data of hygroscopic equilibrium of the yeast were studied at 25. 30, 40 and 49 °C and the obtained desorption isotherms were adjusted by the GAB and BET models. In a second stage, the fluid dynamics of the spouted bed and the fluidized bed was studied to analyze the effect of the presence of yeast on the behavior of the inert particles bed and to define the minimal operating conditions so that the matrix of factorial design was established. With the objective of analyzing and comparing the performance of the dynamically active beds, the drying of yeast in the spouted and the fluidized bed was studied. For this, a factorial experimental design was followed. The input variables were the velocity of the air and the quantity of yeast fed and as response variables the product yield, retention, loses, moisture and protein content of the dried yeast. The temperature was fixed between 38 and 44 °C for all the experiments. The instant water evaporation rate presented fluctuations in most of the experiments, both in the spouted bed and in the fluidized bed. The drying energy efficiency was relatively low in both processes, in turn of 5 and 50 %. The powder production kinetics showed an increasing and practically linear behavior in all the experiments. The moisture content of the product varied between 11.65 and 31.34% in a wet base and a protein content between 50.09 and 52.68% was obtained in the spouted bed tests. For the fluidized bed a 7.98 to 48.72% moisture and 40.6 to 49.7% proteins were obtained. The spouted bed dryer presented a better performance, inasmuch as, in the quality of the product, the moisture and the protein content presented best results and a greater yield and less retention of powder. Compared to other dryers, it presented a better operation in terms of protein and performance. It is recommended to study the process in a higher temperature interval so as to reduce the moisture content of the product.

Orientador: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Caciano Pelayo Zapata Noreña / Banca: Joel Fernando Nicoleti / Banca: José Francisco Lopes Filho / Banca: José Antônio Gomes Vieira / Resumo: Os objetivos deste trabalho foram analisar a influência do tipo e da quantidade de aditivos, além de diferentes métodos de secagem da polpa de maracujá em pó, nas isotermas, propriedades termodinâmicas de sorção e nos atributos de qualidade do produto obtido. No capítulo 1 descreve-se o efeito de diferentes aditivos - maltodextrina DE 10 e goma arábica - sobre as isotermas de sorção nas temperaturas de 20, 30, 40 e 50 ºC de polpa de maracujá em pó obtida por secagem a vácuo. O modelo de GAB se ajustou aos dados de sorção. As isotermas apresentaram comportamento da curva do tipo II, na classificação de Brunauer. Observou-se que a adição de maltodextrina DE 10 e de goma arábica à polpa de maracujá desidratada reduziu a umidade de equilíbrio em relação à umidade da polpa pura e não houve diferença considerável entre as umidades de equilíbrio das amostras da polpa com 18% de goma arábica e polpa com 18% ou 55% de maltodextrina. O aumento da concentração da maltodextrina não teve influência sobre os valores de umidade de equilíbrio. O calor isostérico de sorção da polpa em pó aumentou com o decréscimo da umidade, ao mesmo tempo em que apresentou menores valores para a polpa em pó com aditivos do que os observados para a polpa pura. Através da teoria da compensação isocinética, pode-se concluir que o processo de sorção de água pela polpa de maracujá em pó é um processo espontâneo e controlado pela entalpia para todas as amostras testadas. No capítulo 2 foi analisada a influência de três métodos de secagem: em estufa a vácuo (60 ºC), spray drying (140 ºC) e liofilização sobre as isotermas da polpa de maracujá em pó com 55% de maltodextrina DE 10. O pó produzido em spray dryer apresentou maior capacidade de sorção em relação aos pós desidratados em estufa a vácuo e em liofilizador. No capítulo 3 foi avaliada a influência... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objectives of this work were to analyze the influence of type and quantity of additives, in addition to different drying methods, on the production of powdered passion fruit pulp, on its water sorption isotherms and on its themodynamical properties, as well as evaluating the quality attributes of the obtained product. Chapter 1 describes the effect of different additives - maltodextrin DE 10 and Arabic gum - on the sorption isotherms at temperatures of 20, 30, 40 e 50 ºC of passion fruit pulp powder obtained by vacuum drying. The sorption data were well adjusted by GAB model. The isotherms presented behavior of type II curves according to the Brunauer classification. The addition of maltodextrin DE 10 and Arabic gum to the passion fruit pulp powder decreased the equilibrium water content when compared to the pure powdered pulp and no considerable differences between the equilibrium moisture content of samples with 18% of arabic gum and with 18% or 55% of maltodextrin were observed. The increase in maltodextrin concentration did not affect the equilibrium water contents. The isosteric heat of sorption of the powdered pulp increased with decreasing water content, at the same time that lower values were obtained to powdered pulp with additives than to pure powdered pulp. Through the isokinetic compensation theory it could be concluded that the water sorption process by the powdered passion fruit pulp is an enthalpy controlled, spontaneous process for all tested samples. In chapter II, the influence of three drying methods: vacuum drying (60 ºC), spray drying (140 ºC) and freeze drying over the powdered passion fruit pulp isotherms with 55% of maltodextrin DE 10, was analyzed. The passion fruit pulp powder produced by spray drying presented higher sorption ability than vacuum dried and freeze dried pulp. In chapter 3, the influence of different concentrations and different dextrose... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Energy sources usually used are fossil fuels, which are recursosexauríveis and combustion gases responsible for environmental damage generates. For these reasons, it is necessary to identify alternative energy sources that produce less negative impacts. In this scenario, the hydrogen arises as an alternative source of energy, since it is renewable and there's only generation combustion of oxygen and water, and therefore considered a clean fuel. Similarly, the methane is important in decentralised energy generation and contributes to increase the viability of implementing waste treatment processes. The fermentation is a biological process sustainably to produce hydrogen and methane, because you can use as many different types of agro-industrial waste substrate rich in carbs, minimizing the problems caused by the improper disposal of these materials, which can be harmful to the environment. On the above, the objective of this work was to apply agro-industrial residue of coconut processing in anaerobic reactors for biological production of hydrogen and methane, studying the acidogenic phase coupling with metanogênica serial reactors (two-phase system). For development, were used two anaerobic Fluidised bed reactors (RALF) in series, the first being for the biological production of hydrogen from the agro-industrial residue and the second for reusing the effluent of acidogênico first RALF, aiming at the production of methane. The reactors were operated under progressive increase of organic loading rate (TCO), varying the hydraulic detention time (TDH) of operation. For adhesion of microorganisms, employed as materials supports the expanded clay in the reactor for production of hydrogen and the shells of sururu on methane production reactor. It was found that the generation of hydrogen and methane in two-phase system. Higher income and percentage were obtained on biogas in the TDH of 2:00, corresponding to the values of 2.45 mol H2/mol glucose and 33.82%. Already the largest hydrogen production occurred in the TDH of 1:00, it was 0.57 L/h/l. for the production, income and the percentage in methane biogas, highest values were observed in the TDH of 12:00 am such values corresponded, respectively, to 1.56 L/h/L, 0.09 L CH4/g cod and 38.60%. During the operation of the reactors, were observed in all stages, the presence of acetic acid, butyric acid, propionic acid, caproic acid and ethanol. Compared to other systems of anaerobic digestion, two-phase system used in this work showed satisfactory performance parameters. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / As fontes energéticas usualmente utilizadas são os combustíveis fósseis, que são recursosexauríveis e cuja combustão gera gases responsáveis por danos ambientais. Por esses motivos, faz-se necessário identificar fontes de energias alternativas que produzam menos impactos negativos. Nesse cenário, o hidrogênio surge como uma fonte alternativa de energia, já que é de origem renovável e na sua combustão há a geração apenas de oxigênio e água, sendo, portanto, considerado um combustível limpo. Similarmente, o metano é importante na geração descentralizada de energia e contribui para aumentar a viabilidade da implementação de processos de tratamentos de resíduos. O processo biológico fermentativo é uma forma sustentável de produzir hidrogênio e metano, pois pode utilizar como substrato diversos tipos de resíduos agroindustriais ricos em carboidratos, minimizando os problemas causados pelo descarte inadequado desses materiais, os quais podem ser nocivos ao meio ambiente. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi aplicar o resíduo agroindustrial do processamento de côco em reatores anaeróbios para a produção biológica de hidrogênio e metano, estudando o acoplamento da fase acidogênica com a metanogênica em reatores em série (sistema de duas fases). Para o desenvolvimento, foram usados dois reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALF) em série, sendo o primeiro para a produção biológica de hidrogênio a partir do resíduo agroindustrial e o segundo para reaproveitar o efluente acidogênico do primeiro RALF, objetivando a produção de metano. Os reatores foram operados sob aumento progressivo da taxa de carregamento orgânico (TCO), variando o tempo de detenção hidráulica (TDH) de operação. Para aderência dos microrganismos, empregaram-se como materiais suportes a argila expandida no reator para produção de hidrogênio e as conchas de sururu no reator de produção de metano. Verificou-se a geração de hidrogênio e metano no sistema de duas fases. Foram obtidos maiores rendimento e porcentagem no biogás de hidrogênio no TDH de 2 h, correspondendo aos valores de 2,45 mol H2/mol glicose e 33,82%. Já a maior produção de hidrogênio ocorreu no TDH de 1 h, que foi de 0,57 L/h/L. Para a produção, o rendimento e a porcentagem no biogás de metano, foram observados maiores valores no TDH de 24 h. Tais valores corresponderam, respectivamente, a 1,56 L/h/L, 0,09 L CH4/g DQO e 38,60%. Durante a operação dos reatores, foram observadas, em todas as fases, as presenças de ácido acético, ácido butírico, ácido propiônico, ácido capróico e etanol. Em comparação a outros sistemas de digestão anaeróbia, o sistema de duas fases usado no presente trabalho apresentou parâmetros de desempenho satisfatórios.

Dans cette thèse, des simulations numériques tridimensionnelles instationnaires d'une installation expérimentale de combustion en boucle chimique sont réalisées. Le pilote expérimental, d'une puissance de 120 kWth, utilise un matériau perovskite, à base de Ca-Mn, comme transporteur d'oxygène. Les simulations numériques sont réalisées par le code NEPTUNE_CFD, selon une approche Euler-Euler pour les deux phases (solide et gazeuse), avec des modèles de fermeture spécifiques pour modéliser les transferts de masse, de mouvement et d'énergie. Les réactions hétérogènes (i.e. réactions gaz-solide) de réduction et d'oxydation sont décrites au moyen d'un modèle à cœur rétrécissant dans le grain, qui prend en compte les mécanismes compétitifs dans le processus global de réaction gaz-solide: réaction chimique à la surface interne des particules,diffusion à travers la couche de produits et transfert externe autour des particules. Les résultats des simulations numériques sont validées avec des mesures expérimentales et analysées afin de mieux comprendre le comportement local/instationnaire de l'écoulement gaz-particules réactif dans ce système de combustion en boucle chimique. L'outil théorique/numérique développé dans ce travail sera utilisé pour le dimensionnement d'une unité pilote à l’échelle des installations industrielles. / In this work, reactive unsteady three-dimensional numerical simulations of a Chemical Looping Combustion (CLC) plant are performed. The plant is a 120 kWth pilot working with Ca-Mn-based material as selected oxygen carrier. Numerical simulations are performed by NEPTUNE_CFD code using an Euler-Euler approach which computes both the gas and the solid phases in an Eulerian fashion accounting for specific closures in order to model interphase mass, momentum and energy transfers. Reduction and oxidation heterogeneous (i.e. gas-solid) reactions are modeled by means of a grain model (shrinking core model in the grain) accounting for both the competing mechanisms of chemical reaction at the particle internal surface and gaseous diffusion through the product layer. Results from numerical simulations are validated against experimental measurements and analyzed in order to gain insight in the local behaviour of the reactive gas-particle flow in the CLC system. The theoretical/numerical tool developed in this work will be used for design upgrade recommendation in the stage of scaling-up from pilot to industrial facilities.