Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223537.pdf: 504385 bytes, checksum: 5d31252dde2055ac6195061d55c790c3 (MD5) / Este trabalho tem como objectivo principal, otimizar a coluna de destilação da unidade de produção de gás butano do Malongo, (V-104 estabilizador), tendo uma maior recuperação de butano no topo da coluna e consequentemente evitar o desperdício de butano no fundo da coluna estabilizadora. Esta coluna produz o destilado no topo da coluna (mistura de propano e butano, chamado LPG, usado localmente para cozinha e aquecimento), e tem como produto de fundo da coluna a gasolina natural estabilizada contendo algum butano. A metodologia usada para este trabalho, baseou-se nas amostras e dados obtidos em campanha no campo, e a sua posterior análise por cromatografia. Com os dados obtidos experimentalmente foram realizadas simulações, usando o modelo computacional HYSYS. HYSYS é o modelo computacional escolhido para este trabalho, por causa da sua capacidade de simular unidades complexas. HYSYS é um programa computacional para simulação de processos químicos. Peng-Robinson é a equação de estado seleccionada no HYSYS que é similar à equação original de Peng-Robinson, que estende suas taxas de aplicabilidade e representa melhor o equilíbrio líquido-vapor de sistemas complexos. Foram feitas quatro principais simulações sendo: a primeira para determinar a precisão do modelo escolhido HYSYS com o projecto original da coluna; uma segunda simulação com os parâmetros actuais da coluna; a terceira foi realizada com o objectivo de se encontrar um produto dentro das especificações, manipulando os parâmetros de operação da coluna; e por último uma simulação para se determinar a extensão de reaproveitamento que poderia ser aumentada dentro das especificações requeridas para o produto, fazendo pequenas mudanças no processo para o equipamento. No final do trabalho foi obtida uma maior recuperação de butano (n-C4 e i-C4) no destilado (produto do topo) de aproximadamente 55 mole percentual a mais do que o normal operado na coluna, obedecendo às especificações do produto. The main purpose of this work is to optimize a distillation tower from Malongo butane gas production unit, (V-104 Stabilizer), to obtain the best butane recovery on top to avoid lost butane on bottom of the tower. This tower produces a distillate on top (a propane and butane mixture, called "LPG", used locally for cooking and heating) and has as a bottom product a stabilized natural gasoline containing some butane. The methodology used for this work, is based on experimental data from field and later the chromatography results. These data obtained by chromatography, were used to simulate the tower using HYSYS model. HYSYS is a computational model used on this work, due to its capacity to simulate complex units. The HYSYS is a computational program to simulate chemical processes. Peng-Robinson is an equation of state selected on HYSYS, which is equal, the original Peng-Robinson equation. This equation has a big range of applicability and is the best to represent liquid-vapor equilibrium for complexity systems. Four different scenarios were run with the HYSYS model. A simulation with the designed feed and plant operating parameters was run to determine how accurately the model could reflect the original design of the process. Second simulation of the current operating facilities was then developed using current operating feed flow rates, and measured stream compositions and parameters. A third simulation was developed to determine if it was possible to meet the specifications in the LPG product by manipulating the operating parameters of the stabilizer tower. The last simulation was then run to determine to what extent the LPG recovery could be increased while still achieving the specifications in the LPG product, by making relatively minor process changes to the equipment. At the end of this work was obtained a better recovery of the butane (n-C4 and i-C4) on distillate about 55 % more than a normal operation, within of the specifications of the LPG product.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T01:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:58:16Z : No. of bitstreams: 1 140020.pdf: 12333563 bytes, checksum: 18d2d6a16efbed6997435db627bbff60 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320737.pdf: 619344 bytes, checksum: ab07a493adde2008e58e635121d3aadb (MD5) Previous issue date: 2012 / A necessidade de se desenvolver processos limpos que possibilitem a obtenção de produtos livres de resíduos tóxicos, tanto para aplicação na área farmacêutica quanto alimentícia, possibilitou que processos de polimerização mediados por enzimas em fluidos pressurizados se tornassem atrativos. A policaprolactona (PCL) é um polímero biocompatível, biodegradável e bioreabsorvível, com aplicações nas indústrias alimentícia, farmacêutica e biomédica. Sendo assim, este trabalho objetiva estudar a produção de policaprolactona pelo mecanismo de abertura do anel da e-caprolactona (e-CL) por via enzimática em fluidos pressurizados visando a definição das melhores condições para a reação de polimerização. Para tal, foram realizados experimentos em dióxido de carbono (CO2) e gás liquefeito de petróleo (GLP), avaliando-se a influência da pressão de operação (120-280 bar), da razão solvente/monômero (razão mássica 2:1-1:2) e da porcentagem de enzima (5-15%) com relação ao mônomero sobre o rendimento de reação, massa molecular numérica média (Mn), massa molecular ponderal média (Mw) e índice de polidispersão (IP). O uso de um reator de volume variável permitiu a avaliação independente da pressão e da razão solvente/monômero. Os resultados destes experimentos foram utilizados para definir as condições para obtenção das cinéticas de polimerização. As cinéticas foram realizadas avaliando-se a influência da porcentagem de enzima (1%, 3%, 5% e 15%) e da temperatura (50°C e 60°C) nas reações em CO2 e a influência da porcentagem de enzima (3% e 5%) e da pressão (25 bar, 50 bar e 120 bar) nas reações em GLP. Os polímeros obtidos nas reações que compõem as cinéticas de polimerização foram avaliados em termos de rendimento de reação, Mn, Mw, IP, produtividade, temperatura de fusão (Tm) e grau de cristalinidade (Xc). Este estudo também avaliou a possibilidade de reúso da enzima para diminuição do impacto do custo da enzima sobre o custo do processo. Os resultados obtidos por análise estatística ANOVA mostraram que a pressão não é uma variável significativa para nenhum das variáveis de processo selecionadas. Além disso, para o CO2, os melhores resultados para rendimento, Mn e Mw foram obtidos para a razão de solvente/monômero de 1:2, enquanto para o GLP a razão solvente/monômero 2:1 proporciona melhores resultados. Como esperado, o aumento da porcentagem de enzima resultou em aumento do rendimento para ambos os solventes. Para o CO2 houve também aumento de Mn, Mw e IP. Nas cinéticas de reação foram obtidos rendimento de até 90%, Mn de até 13.700 Da e Mw de até 22.200 Da, para o CO2 com 15% de enzima e rendimento de até 81%, Mn de até 15.000 da e Mw de até 23.000 Da para o GLP com 5% de enzima. Os índices de polidispersão variaram de 1,2 a 1,7. Levando-se em consideração os cálculos de produtividade as condições escolhidas para realização dos ensaios de reúso foram 120 bar, razão solvente/monômero de 1:2, 3 % de enzima, 65°C e 12 horas de reação para o CO2 e 25 bar, razão solvente/monômero de 2:1, 3 % de enzima, 65°C e 8 horas de reação para o GLP. Quando se aplicou a enzima em ciclos de reúso, observou-se uma diminuição abrupta dos rendimentos para o CO2 devido ao seu efeito deletério sobre a atividade da enzima. Para o GLP esta diminuição foi progressiva. As massas moleculares obtidas apresentaram redução a cada ciclo. Na comparação dos resultados de rendimento, massa molecular e produtividade dos polímeros obtidos com o uso de CO2, GLP e sem o uso de solvente, o GLP é a opção que mais se destaca devido aos bons resultados obtidos. Além disso, apresenta custo inferior e pressão de operação mais amena do que com o uso de CO2. O uso do GLP, um solvente previamente não abordado pela literatura na produção de poliésteres, e o aspecto inovador da utilização de um reator de volume variável que permite a análise independente da influência da pressão, temperatura e da razão solvente/monômero são os diferenciais deste trabalho.<br> / Abstract : Lipase catalyzed polymerizations in pressurized fluids are becoming more attractive due to the need for development of cleaner processes able to yield products free of residues for pharmaceutical and food applications. Polycaprolactone is a biocompatible, biodegradable and bioresorbable polymer, is applied in a wide variety of structures for use in biomedical, food and pharmaceutical industries. Therefore, this thesis aims to study the enzymatic production of polycaprolactone using pressurized fluids as solvents in order to define the best conditions for the polymerization reaction. For this purpose, experiments were performed to evaluate the influence of the operating pressure (120-280 bar), the solvent/monomer mass ratio (2:1-1:2) and the percentage of enzyme related to monomer (5-15%) over the reaction yield, numberaverage molecular weight (Mn), weight-average molecular weight (Mw) and polydispersity index (PI) using liquefied petroleum gas (LPG) and carbon dioxide (CO2)as solvents. The use of a variable-volume reactor allowed an independent evaluation of pressure and solvent/monomer ratio. Results from these experiments defined the conditions for carrying out the polymerization kinetics. The kinetics assays were performed by assessing the influence of the percentage of enzyme (1%, 3%, 5% and 15%) and temperature (50 ° C and 60 ° C) in the CO2 reactions, and the influence of the percentage of enzyme (3 % and 5%) and pressure (25 bar, 50 bar and 120 bar) in the LPG reactions. Kinetic samples were evaluated by means of reaction yield, Mn, Mw, PI, productivity, melting temperature and crystallinity degree. In order to reduce the impact of enzyme cost over overall process cost, the possibility of enzyme reuse was also studied. The results for ANOVA analysis showed that pressure is not a significant variable for any of the selected parameters. Regarding solvent/monomer ratio, best results for yield, Mn and Mw for CO2 reactions were obtained for the solvent/monomer ratio of 1:2, whereas for LPG the solvent/monomer ratio of 2:1 provided the optimum results. Increasing the percentage of enzyme resulted in yield increase, higher molecular mass and higher polydispersity indexes. Reaction kinetics was performed using different percentages of enzyme and temperatures. Reaction yields up to 90%, Mn up to 13,700 Da and Mw of up to 22,200 Da were obtained for CO2 using 15 wt% enzyme. Reaction yields up to 81%, Mn up to 5,000 Da and Mw of up to 23,000 Da were obtained for LPG using 5 wt% of enzyme. The polydispersity index varied from 1.2 to 1.7. Taking into account the productivity calculations, the conditions chosen to perform the reuse assays were 120 bar, solvent/monomer ratio of 1:2, 3 wt% of enzyme, 65°C and 12 hours of reaction for CO2 assays and 25 bar, solvent/monomer ratio of 2:1, 3 wt% of enzyme, 65°C and 8 hours of reaction for LPG assays. When the enzyme was applied in reuse cycles, it showed a sharp decrease in reaction yields for CO2 assays probably due to its deleterious effect on the enzyme activity. For LPG the reaction yield decrease was progressive. The molecular masses obtained decreased with each cycle for both solvents. Comparing the results of yield, productivity and molecular mass of polymers obtained with the use of CO2, LPG and without the use of solvent, LPG is the option that stands out because of the good results obtained. Moreover, it has lower cost and milder operating pressure when compared to the use of CO2. The use of LPG, a solvent not previously reported in the production of polyesters and the innovative aspect of using a variable-volume reactor which allows independent analysis of the influence of pressure, temperature and the solvent/ monomer ratio are the highlights of this work.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T11:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198124.pdf: 2032136 bytes, checksum: d273c760599ed4c3dd546ef7731151f4 (MD5) / A logística de suprimento e de distribuição do GLP no Brasil é realizada de forma integrada, através de uma rede complexa de movimentações. Para que funcione a contento, o processo logístico necessita ser coordenado e otimizado continuamente, dadas as flutuações na produção, e as condições voláteis e sazonais de mercado. Dada a complexidade das operações da cadeia logística e ausência de trabalhos conhecidos, para avaliar essas restrições sistêmicas, criam dúvidas sobre os benefícios das ações que vem sendo tomadas nas operações logísticas. Foi escolhido para esta proposta, a técnica de simulação, como a ferramenta metodológica. O interesse está na capacidade de geração de cenários e de indicar as possíveis implicações, refletindo nos custos logísticos. As medidas de desempenho servirão como parâmetros para apoiar estudos técnico-econômicos de melhoria para remoção de gargalos operacionais. Foi possível estabelecer as relações de "trade-off" entre os custos logísticos. O presente estudo consiste na aplicação de duas áreas de conhecimento, integrando os conceitos da logística empresarial à ferramenta de simulação. O modelo foi traduzido utilizando o software de simulação PROMODEL.