Orientador: José Roberto Nunhez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:15:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MorenoCardenas_Sebastian_M.pdf: 3545307 bytes, checksum: 797cf7a13df284eafac584f66c5d0826 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Processos comerciais de hidrotratamento (HDT) normalmente operam em regime de leito gotejante "Trickle bed" em concorrente com fluxos descendentes de gás e de líquido, sobre um leito de partículas de catalisador onde ocorrem as reações. É bem conhecido que a remoção de enxofre é fortemente inibida pelo efeito de adsorção competitiva de H2S nos sítios ativos do catalisador. Como consequência disso, é importante manter a concentração de H2S tão baixa quanto possível nestes processos durante a reação para obter um produto com baixo teor de enxofre na saída do reator. De acordo com Ancheyta et al.(2007), um perfil mais conveniente de concentração seria obtido com um reator operando em contracorrente,. Por exemplo, poderia se introduzir a carga na parte superior e o H2 na parte inferior do reator. Assim, na parte inferior do reator, a concentração de H2S é menor e a concentração do H2 é maior, promovendo taxas mais elevadas de reação. Os principais problemas da operação em contracorrente são uma menor eficiência de contato líquido-gás e dificuldade de prevenção de inundação do reator. Com o objetivo de estudar estes processos com mais detalhes, um estudo fluidodinâmico tridimensional do reator em regime de gotejamento "trickle bed" em contracorrente foi realizado com o uso de técnicas de CFD (Fluidodinâmica Computacional), com ênfase na determinação da perda de carga e da distribuição do hold-up de líquido no leito. Um modelo com o uso de CFD tridimensional baseado na abordagem Euleriana - Euleriana foi utilizado para modelar a hidrodinâmica do leito do reator de leito gotejante operando em contracorrente. Os termos de fechamento interfases foram estimados pelo modelo de balanço de forças apresentado por Attou, A et al. (1999), o qual foi usado e validado por Gunjal e Ranade (2007). O perfil de distribuição radial da porosidade foi estimado com o uso da distribuição de Klerk (2003). O modelo foi resolvido com o uso do software comercial ANSYS-CFX 13. Neste documento pode-se encontrar uma revisão bibliográfica do CFD aplicado a reatores de leito gotejante. Posteriormente são mostrados o desenvolvimento matemático e método numérico empregado, e finalmente os resultados dos casos de estudo, os quais forneceram informação de distribuição do líquido, perfis de velocidades, queda de pressão e hold-up do líquido para reatores isotérmicos de leito fixo em escala laboratório (0,0254 m de diâmetro e 0,3 m de comprimento) escoando concorrente e contracorrente / Abstract: Commercial HDT processes usually operate in a trickle-bed regime, with co-current downward flow of gas and liquid over a randomly fixed bed of catalyst particles while reactions take place. It is well known that sulfur removal is strongly inhibited by the competitive adsorption effect of H2S at the sulfided active sites of the catalyst. As a consequence, it is important in these process to maintain the concentration of H2S as low as possible during the reaction to achieve a low sulfur content product at the outlet of reactor. According to Ancheyta et al. (2007), a more convenient profile of H2S concentration can be provided by operating the reactor in countercurrent mode, for instance, introducing the feed at the top and H2 at the bottom of the reactor. Thus, in the lower reactor, the H2S concentration is lower and H2 is greater, promoting higher reaction rates. The main problems of the operation counter are a lower efficiency of gas-liquid contact and difficulty in preventing flooding conditions. In order to investigate the above processes in more detail, a three-dimensional fluid-dynamic study of a countercurrent trickle bed reactor was carried out using CFD (Computational Fluid Dynamics) techniques with emphasis on determining the pressure drop and the distribution of liquid hold-up in the bed. A computational fluid dynamics (CFD) tridimensional model based on an Eulerian - Eulerian multiphase approach was used to model the hydrodynamics of the pseudo two-phase flow in a trickle bed reactor (TBR) in counter-current operation. The closure terms for phase interactions have been addressed by adopting the fluid-fluid interfacial force balance concept (Attou et al. 1999), which was used and validated to simulate co-current HDT reactors by Gunjal e Ranade (2007). Radial variation of porosity was estimated using the Klerk (2003) distribution. Above set of model equations were implemented in commercial software ANSYS-CFX Release 13. In this document it could be found a literature review of CFD models applied to trickle bed reactors, later a mathematical modeling and numerical method to solve the transport equations and finally the results of study cases, which provided information about phase distribution, velocity profiles, pressure drop liquid hold up for a isothermal trickle bed reactor at laboratory scale (0.0254 m diameter and 0.3 length) in co-current and counter-current operation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / A emissão de gases tóxicos como SOx e derivados de hidrocarbonetos provocados por veículos é a maior fonte de poluição atmosférica. A formação de SOx na combustão pode levar a altas taxas de corrosão e provocar a formação de chuvas ácidas. As especificações com relação aos combustíveis têm se tornado mais rigorosas nos últimos anos devido à necessidade de redução de poluentes de acordo com as agencias de proteção ambiental. O principal processo de remoção de enxofre na indústria de refino de petróleo é o da hidrodessulfurização, que é restrito devido ao alto custo e severidade. Um processo alternativo ao da hidrodessulfurização é a adsorção, pois além de menor custo, apresenta seletividade dos adsorventes para diversos processos de separação. Neste trabalho foram preparados dois adsorventes a partir da zeólita NaY, através de troca iônica com o ZnCl2 sob agitação e controle do pH e da temperatura. Os adsorventes preparados foram secos em estufa a 120oC, durante 12 horas e calcinados em mufla a 600o C por 1 hora. A troca foi realizada a fim de se obter 0,5% e 5% de ZnO incorporado à zeólita. Em seguida, foi realizada a etapa de peletização, com adição de 5% grafita e posterior calcinação nas mesmas condições da preparação dos adsorventes. Os materiais foram então caracterizados por espectrofometria de absorção atômica, difração de raios-X (XRD) e medida de área superficial por adsorção de N2. O estudo da dinâmica de adsorção do propanotiol em ciclohexeno foi realizado usando uma coluna de leito fixo em escala de laboratório, utilizando os adsorventes zeolíticos Zn (0,5%)Y e Zn (5%)Y e o adsorvente comercial Selexsorb. O processo de remoção de enxofre foi acompanhado mediante um Analisador de Enxofre EDX-700, Modelo RayNY, marca Shimadzu. Os dados da dinâmica de adsorção do propanotiol em ciclohexeno para os adsorventes zeolíticos Zn(0,5%)Y e Zn(5%)Y e o adsorvente comercial Selexsorb, foram ajustados segundo um modelo matemático que envolve os efeitos de convecção, dispersão axial e transferência de massa externa. A solução deste modelo foi realizada com aplicação do método de diferenças finitas. Os valores médios dos coeficientes foram dados por Dax = 9,2 x 10-4 cm2 min-1 e KLS = 9x10 6 cm min-1

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-10-10T13:41:07Z No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Studies carried out in fixed bed, a major experimental research equipment, use a simplified approach for assessing, for example, drying kinetics of various materials, known as thin-layer approach. For a given system can be encompassed in such an approach, the gas residence time in the system should be short enough so that it may be considered that the heat and mass balance between phases is quickly reached and moisture variation and temperature gas phase in the thin layer is negligible. However, some studies already show that structural parameters, the porosity, influence the speed profile of the behavior inside the bed, with a peak speed in the area close to the wall. Even with the advances in this field, obtaining measurements within the fixed bed are difficult to cause disturbances in its structure and changes in flow behavior, requiring the evaluation of the influence of the heat and mass transfer. Therefore, the analysis by techniques of Computational Fluid Dynamics (CFD) are shown as excellent usability for longer be applied in other similar complex systems that occur concurrent transfer mechanisms. In this context, the present study evaluated the drying process in a fixed bed of small thickness using the CFD technique (software ANSYS - FLUENT). For this study were tested with varying computational mesh refinement, analyzed results porosity distribution, air velocity, temperature and estimating the local mass transfer coefficient for the interior of a fixed bed dryer. The results show that should be used with caution thin layer approach because the energy available to the entire bed is not distributed uniformly, and the lower material layer receive more energy and get the greatest amount of heat in the gaseous phase in early stages of the dryer operation. The convective mass transfer coefficient indicates that the potential drying of such equipment varies as a function of position and time, mainly influenced by variations in system speed. / Estudos realizados em leitos fixos, um dos principais equipamentos de investigação experimental, utilizam uma abordagem simplificadora que permitem avaliar, por exemplo, a cinética de secagem dos mais diversos materiais, conhecida com abordagem em camada fina. Para que um determinado sistema possa ser englobado em tal abordagem, o tempo de residência do gás no sistema deve ser curto o bastante para que se possa considerar que o equilíbrio térmico e mássico entre as fases seja atingido rapidamente e a variação de umidade e temperatura da fase gasosa na camada delgada seja desprezível. Entretanto, alguns estudos já comprovam que parâmetros estruturais, com a porosidade, influenciam no comportamento do perfil de velocidade no interior do leito, apresentando um pico de velocidade na região próxima à parede. Mesmo com os avanços neste campo, a obtenção de medidas experimentais no interior do leito fixo é difícil, por causar perturbações em sua estrutura e modificações no comportamento do escoamento, necessitando de avaliação da influência sobre a transferência de calor e massa. Portanto, a análise por meio de técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) mostram-se como excelente possibilidade de utilização, por já serem aplicadas em outros sistemas de complexidade semelhante em que ocorrem mecanismos de transferência simultâneos. Neste contexto, no presente trabalho foi avaliado o processo de secagem em leito fixo de pequena espessura utilizando a técnica de CFD (software ANSYS – FLUENT). Para este estudo foram testadas malhas computacionais com refinamento variado, analisados resultados de distribuição de porosidade, velocidade do ar, temperatura e estimativa do coeficiente de transferência de massa local para o interior de um secador de leito fixo. Os resultados mostram que deve-se utilizar com cautela a abordagem em camada fina, pois a energia disponível para todo o leito não se distribui uniformemente, sendo que as camadas inferiores do material recebem maior energia e adquirem a maior quantidade de calor da fase gasosa nos instantes iniciais da operação do secador. O coeficiente convectivo de transferência de massa indica que o potencial de secagem em tal equipamento varia em função da posição e do tempo, principalmente, influenciado pelas variações de velocidade do sistema.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-04T17:29:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T17:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / O tratamento de efluentes tem se tornado o foco de pesquisas e novas tecnologias têm sido desenvolvidas visando atender aos padrões de lançamento de efluentes cada vez mais restritivos. Presentes nos efluentes de indústrias têxteis, os corantes sintéticos são inertes aos agentes utilizados nos processos de degradação convencionais. As moléculas dos corantes possuem estruturas complexas responsáveis por sua alta estabilidade no tingimento o que lhes confere difícil degradabilidade. Como alternativa de tratamento destes efluentes, a adsorção é amplamente utilizada e o carvão ativado é o material mais comumente empregado na remoção de compostos orgânicos devido à sua alta capacidade adsortiva decorrente, entre outros fatores, de sua estrutura porosa e altos valores de área específica. Materiais de baixo valor agregado têm sido empregados como adsorventes in natura e na produção de carvão ativado como solução mais economicamente viável. O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de um sistema contínuo de adsorção em leito fixo de carvão ativado (Carbomafra 119) e avaliação de sua eficiência na remoção de azo-corantes de um efluente-modelo composto pela mistura dos corantes Remazol Amarelo 3RS (RY), Remazol Alaranjado BTE 3R (RO) e Remazol Preto B 133% (RB) em iguais concentrações. Experimentos em batelada foram conduzidos para cada corante individualmente e para o efluente-modelo com o objetivo de avaliar a influência de parâmetros operacionais tais como, pH e concentrações iniciais da solução de corante, dose de adsorvente e diâmetro médio das partículas do adsorvente no processo de adsorção. A concentração máxima na fase sólida observada experimentalmente foi de 52,33, 56,85 e 23,87 mg.g-1 para os corantes RY, RO e RB respectivamente nas condições mCA = 0,5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, sendo o equilíbrio atingido em 12 dias. Modelos matemáticos baseados naqueles desenvolvidos por Langmuir e Freundlich foram propostos e aplicados com sucesso na descrição da evolução cinética e do equilíbrio de adsorção. O sistema de adsorção em leito fixo, composto por uma coluna de vidro de 1,5 dm de altura, 4.10-2 dm de diâmetro e leito de carvão ativado de 1 dm de altura com diâmetro médio das partículas de 8,9.10-4 dm, foi montado e teve sua eficiência avaliada nas condições ótimas determinadas nos experimentos em batelada para cada um dos corantes e para o efluente-modelo. As curvas de ruptura foram obtidas em um tempo máximo de 6,5 h e o sistema se mostrou eficaz na remoção dos corantes do efluente, porém, ao final do processo o leito de carvão ativado ainda encontrava-se longe da saturação, devido ao elevado tempo necessário para alcançar o equilíbrio. Um modelo matemático foi desenvolvido a partir de um balanço de massa e foi utilizado com sucesso na descrição da evolução do perfil de concentração do leito fixo. O modelo desenvolvido considera uma resistência global à transferência de massa que engloba as resistências no filme líquido e nos poros do adsorvente e considera a cinética de adsorção de Langmuir-Freundlich na superfície do adsorvente. / The wastewater treatment has become the focus of researches and new technologies have been developed in order to follow the increasingly restrictive standards of effluent discharge. Present in wastewater of textile industries, synthetic dyes are inert to the agents used in conventional degradation processes. Dyes’ molecules have complex structures responsible for its high stability at dyeing process which results in difficult degradability. As alternative treatment of these effluents, adsorption is widely used and activated carbon is the most commonly material employed in the removal of organic compounds due to their high adsorptive capacity resulting from, among other factors, its porous structure and high values of specific area. Low value-added materials have been used as adsorbents in natura and in activated carbon production as more economically viable solution. This study aimed the development of a continuous fixed bed adsorption system of activated carbon (Carbomafra 119) and evaluation of its effectiveness in removing azo-dyes of a synthetic effluent consisting of a mixture of the azo-dyes Remazol Yellow 3RS (RY), Remazol Orange BTE 3R (RO) and Remazol Black B 133% (RB) in equal concentrations. Batch experiments were conducted for each dye individually and for the synthetic effluent in order to evaluate the influence at adsorption process of operational parameters such as pH and initial concentrations of the dye solution, dose and particle diameter of the adsorbent. The maximum concentration of dye adsorbed at the solid phase at equilibrium, was 52.33, 56.85 and 23.87 mg.g-1 for dyes RY, RO and RB, respectively, with mCA = 0.5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, the equilibrium being reached in 12 days. Mathematical models based on those developed by Langmuir and Freundlich had been proposed and successfully applied in describing the kinetics evolution and adsorption equilibrium. The fixed bed adsorption system composed by a glass column 1.5 dm high and a diameter of 4.10-2 dm, the activated carbon bed with a 1 dm high, with an average particle diameter of 8,9.10-4 dm was built and was evaluated in optimal conditions determined in batch experiments for each of the dyes and the synthetic effluent. Breakthrough curves were obtained in a maximum time of 6.5 h and the system proved effective in removing the effluent’s dyes, but at the end of process the activated carbon bed was still far from saturation, due to the high time needed to reach equilibrium. A mathematical model was developed from a mass balance and was successfully utilized in describing the evolution of the fixed bed concentration profile. The developed model considers a mass transfer global resistance that includes resistances in liquid film and in pores of the adsorbent and considers the Langmuir-Freundlich adsorption kinetics at the surface of the adsorbent.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia. 2007

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_RaykleisonIgordosReis_D.pdf: 4245831 bytes, checksum: 07427cc907cc6cf8690c510c3dd14a1c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho consiste na investigação numérica e experimental do carregamento de um leito fixo com material de mudança de fase no interior das cápsulas esféricas. O modelo matemático é baseado na equação da energia e a solução obtida com a técnica numérica em diferenças finitas com o esquema da malha móvel. O acoplamento do fluido de trabalho com as cápsulas foi feita utilizando o balanço de energia com o material de mudança de fase, obtendo a temperatura em função do tempo e da posição no leito. O modelo desenvolvido mostra os efeitos da temperatura de entrada, vazão mássica, diâmetro da cápsula esférica, material das cápsulas, tempo de carregamento e altura do armazenado. A Validação e otimização dos resultados foi feita com base nos resultados experimentais apresentados. As equações empíricas apresentadas podem ser ferramentas úteis como forma alternativa nos projetos de armazenadores com erro médio de ± 11% e a incerteza nos dados experimentais para a temperatura é de ± 0,5oC. Todos os resultados são analisados e discutidos / Abstract: The present work is to investigate numerical and experimental and the charging of fixed bed PCM within the spherical capsules. The mathematical model is based on the energy equation and the solution obtained with the numerical technique of finite difference scheme with mesh mobile. The coupling of the working fluid with the capsules was conducted using the energy balance of the phase change material, obtaining the temperature versus time and bed position. The model shows the effects of the inlet temperature, mass flow rate, diameter of the spherical capsule, the capsule material, charging time and the stored height. Validation and optimization of the results was based on experimental results. The empirical equations presented can be useful tools as an alternative projects in storages with average error of 11% and the uncertainty of the experimental data for temperature is 0.5oC. All results are analyzed and discussed / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7121_1.pdf: 3336012 bytes, checksum: 15775a0ca09c9eaf45d59f2f0f9b2916 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Processos de reforma do metano foram avaliados considerando suas características de processamento praticadas na indústria de transformação do gás natural. Quantificações elaboradas via modelagem e simulação dos processos foram efetuadas para operações em um reator catalítico de leito fixo (1,0 m; 0,1 m; 12,1 kg cat.). Foram analisadas a reforma seca (RSM) com dióxido de carbono, a reforma autotérmica (RAM) e a reforma combinada (RCM), em operações na faixa de 973 K a 1123 K, sob 1,0 bar de pressão, com base em formulações cinéticas experimentais obtidas em presença do catalisador de níquel (5% em massa), suportado em gama alumina. Mecanismos de reação propostos serviram de suporte às descrições dos comportamentos dos processos, recorrendo-se às evoluções e aos perfis de concentração dos componentes: metano, dióxido de carbono, hidrogênio, monóxido de carbono, oxigênio e água. Decomposição e oxidação do metano, reações reversas water-gas shift e de Boudouard, e interações metano-água foram admitidas como etapas envolvidas nos processos, cujas taxas de reação compuseram os balanços de massa dos componentes envolvidos. As operações isotérmicas em leito fixo foram quantificadas segundo um modelo heterogêneo transiente que considerou dispersão axial e regime difusivo de funcionamento do catalisador. O reator de leito fixo foi operado com alimentação de 20,0 mol.L-1 de metano, em meio de argônio, reagindo com 30,0 mol.L-1 de dióxido de carbono na RSM; com 36 mol.L-1 de água e 4,0 mol.L-1 de oxigênio na RAM; e 9,8 mol.L-1 de dióxido de carbono, 6,0 mol.L-1 de água e 0,8 mol.L-1 de oxigênio na RCM. Rendimentos em hidrogênio na saída do reator foram destacados nos níveis 21 % na RSM, 13,5 % na RAM e 37% na RCM. Nas três reformas, efeitos advindos da formação de carbono, com potencial para a desativação do catalisador, indicaram ocorrências de significantes teores na entrada do reator, os quais se apresentaram insignificantes na saída

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7854_1.pdf: 1660590 bytes, checksum: a1796c1a8447bc8c0d113ebd559250c9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Um dos maiores problemas associados à sociedade moderna é a contaminação das águas naturais e o setor têxtil tem se mostrado um grande responsável na contaminação das águas no cenário mundial. O processo de adsorção tem sido muito utilizado, por ser eficiente e de baixo custo. O objetivo deste trabalho é estudar a remoção do corante Preto Remazol B por adsorção utilizando o carvão ativado com diâmetro médio de 1,09 mm em coluna de leito fixo. Estudos de equilíbrio e cinética de adsorção foram conduzidos em um reator mecanicamente agitado, com velocidade de agitação igual a 300 rpm e T=30°C, e variação do pH, massa de adsorvente e a concentração inicial de adsorbato. Os resultados foram avaliados num espectrofotômetro UV-VIS a λ=597nm. O modelo cinético de adsorção do tipo Langmuir-Freundlich, foi proposto para melhor representar os dados experimentais. A natureza heterogênea complexa de uma coluna a leito fixo faz aparecer vários aspectos, onde o conhecimento da sua dinâmica é indispensável ao seu dimensionamento e a sua extrapolação. A análise dinâmica do sistema deu-se mediante aplicação de uma solução de cloreto de potássio a 0,005M como traçador em forma de pulso a qual foi medida com respostas em termos de condutividade na saída do sistema, avaliando a vazão volumétrica de alimentação sob parâmetros hidrodinâmicos e de transferência de massa, em particular a DTR em fase líquida. Os dados experimentais foram comparados com modelos de dispersão axial. Estudos cinéticos e das isotermas de equilíbrio foram realizados num reator batelada de capacidade de 1L, permitindo avaliar a eficiência da adsorção quantificada pela medida da concentração do Preto Remazol B, numespectrofotômetro UV-VIS a λ=597nm. O modelo cinético de adsorção do tipo Langmuir-Freundlich, foi proposto para melhor representar os dados experimentais

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7949_1.pdf: 4001592 bytes, checksum: 96958c58e808ab2178d4298b5995c41d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Previsões de crescente disponibilidade de gás natural e de dióxido de carbono suscitam o interesse pela utilização desses gases. O gás natural tendo em sua composição elevado teor de metano indica possibilidade de processamento com dióxido de carbono via reforma catalítica para produções de hidrogênio e gás de síntese. Catalisadores de níquel ou de metais nobres suportados são indicados em termos de conversão e seletividade para gás de síntese nas reações de reforma do metano. Estudos precedentes (SANTOS,2003; PACÍFICO,2005) efetuaram processamentos em presença de catalisadores de níquel, seguidos de avaliações cinéticas. No presente trabalho, dando seqüência às pesquisas iniciadas, foram realizadas que incluíram operações do processo de reforma do metano em reator de leito fixo em presença de um catalisador de níquel, modelagem do processo e validação do modelo segundo simulações dos perfis de concentrações dos componentes do meio reacional.O desenvolvimento do processo de reforma catalítica do metano com dióxido de carbono envolveu experimentos de reforma em reator de leito fixo, na presença do catalisador de níquel (Ni/γ-Al2O3), nas temperaturas de 1023,15K, 1073,15K e 1123,15K, sob pressão atmosférica. Formulou-se um catalisador com 6,41% em massa de níquel suportado em gama-alumina; colocou-se em operação de um reator catalítico piloto de leito fixo, processando-se a reforma do metano com dióxido de carbono com produções de monóxido de carbono, hidrogênio, água e carbono depositado sobre o catalisador. Nas três temperaturas de operação, procederam-se variações de vazão da fase gasosa (600 SmL/min a 2400 SmL/min), mantidas suas composições de alimentação (CH4:CO2:Ar = 10:15:75). Nas condições praticadas foram obtidas conversões de 40% a 90% do metano, 38% a 70% do dióxido de carbono, rendimentos de 43% a 73% em monóxido de carbono e 27% a 55% em hidrogênio.Um modelo pseudo-heterogêneo unidimensional do tipo dispersivo foi elaborado para a quantificação dos perfis de concentração dos componentes do processo de reforma do metano, tendo como base o mecanismo e a cinética de três etapas reacionais, incluindo a decomposição do metano e as reações reversas de Boudouard e gás-shift. As soluções numéricas das equações do modelo, em termos dos quatro principais componentes do processo, permitiram simulações dos perfis de concentração destes componentes. A validação do modelo foi desenvolvida comparando-se as concentrações obtidas experimentalmente com aquelas simuladas, recorrendo-se aos seguintes valores dos parâmetros: dispersão axial: Dax = 3,70 a 7,90 cm2/s; difusividade efetiva : Di,ef = 0,0019 a 0,0069 cm2/s, constantes cinéticas: k1 = 6,79 10-2 a 8,61 10-1 mol/gcat s, da reação de decomposição do metano; k2 = 9,89 10-6 a 3,83 10-4 (m3)2/gcat s mol, da reação reversa de gás shift; k3 = 3,94 10-4 a 1,32 10-3 m3/gcat s, da reação reversa de Boudouard; KCH4 = 6,47 10-3 a 1,12 10-3 m3/mol, da decomposição do metano; Keq = 0,75 a 1,07, da reação reversa de gás shift

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-10T16:36:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Análise da Secagem de Cornichão-Akel FKanaan.pdf: 1613401 bytes, checksum: 62cca34779fa01d06bb57914687636da (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-10T16:37:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Análise da Secagem de Cornichão-Akel FKanaan.pdf: 1613401 bytes, checksum: 62cca34779fa01d06bb57914687636da (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Análise da Secagem de Cornichão-Akel FKanaan.pdf: 1613401 bytes, checksum: 62cca34779fa01d06bb57914687636da (MD5) Previous issue date: 2014-09-03 / A crescente necessidade da utilização de espécies forrageiras de estação fria na região sul do país vem determinando uma grande demanda por sementes de qualidade. Entre as leguminosas se destaca o cornichão (Lotus corniculatus L.), que é uma leguminosa forrageira oriundo da Europa e da região mediterrânea. Esta leguminosa forrageira tem na versatilidade a sua maior vantagem, visto que apresenta produção de forragem na primavera, no verão e no outono, possui resistência à seca e ao encharcamento temporário do solo e apresenta boa persistência da massa verde. Além disso, as sementes deste tipo de espécie podem ser misturadas com espécies de inverno, o que aumenta o rendimento da matéria seca, dá uma melhor distribuição da forragem ao longo do ano e agrega uma melhora na qualidade das pastagens. Apesar dessas vantagens, as sementes de cornichão comercializadas possuem ainda uma baixa qualidade. Esse fato é decorrente de um sistema de fiscalização ineficiente, associado à dificuldade de produção e beneficiamento do produto. Outro problema que o produtor de sementes desta espécie enfrenta é a dormência tegumentar, isto é, o revestimento da semente (tegumento) é impermeável e não permite que a água necessária para a germinação chegue ao interior da semente. Na literatura, diversos trabalhos têm relatado que cada vez mais há um aumento na demanda de sementes forrageiras em função do melhoramento do campo nativo e das pastagens cultivadas. Diante de um mercado tão promissor, a obtenção de sementes de melhor qualidade ainda apresenta dificuldades que vão desde a fase de produção no campo, onde as sementes são colhidas precocemente em relação ao ponto de maturidade fisiológica devido ao processo de perda natural, até seu beneficiamento, onde o processo de secagem apresenta-se como uma etapa limitante que necessita de uma atenção muito especial para evitar perdas fisiológicas no produto final. De um modo geral, a secagem é definida como a remoção, voluntária ou não, total ou parcial, de uma fase líquida ou gasosa de qualquer material através da transferência de calor e de massa. A secagem tem em sua essência a finalidade de assegurar a conservação de um produto por meio da redução do seu teor de água. No caso de materiais orgânicos, como é o caso de sementes, a redução no teor de água deve ser efetuada até o ponto em que a concentração de açúcares, ácidos, sais e outros componentes, sejam suficientemente elevados para reduzir a atividade de água e inibir, portanto, o desenvolvimento de micro-organismos. Na tecnologia de produção de sementes de alta qualidade a secagem é tida com uma das etapas de maior importância, pois permite a redução do teor de água em níveis adequados para o armazenamento e comercialização (12 a 15 % de umidade), preserva as sementes de alterações físicas e químicas induzidas pelo excesso de umidade, torna possível a manutenção da qualidade inicial durante o armazenamento e possibilita colheitas próximas da maturação fisiológica. Entretanto, o processo de secagem, seja ele qual for, deve acontecer de forma controlada e de maneira uniforme a fim de evitar elevados gradientes de umidade e temperatura no interior do material que podem provocar a perda da qualidade do produto final. De acordo com o que foi exposto, o presente trabalho de mestrado teve como objetivo realizar um estudo sobre o processo de secagem de sementes de cornichão (Lotus corniculatus L.) em um secador de leito fixo com fluxo de ar paralelo. Para alcançar tal objetivo, este trabalho foi dividido nas seguintes etapas: caracterização física e fisiológica das sementes, análise do processo de reumidificação das sementes, estudo das isotermas de dessorção das sementes reumidificadas e avaliação dos efeitos da variação da temperatura, da velocidade do ar e da altura da bandeja sobre a cinética de secagem e qualidade fisiológica do produto final. Os dados experimentais mostraram que os resultados obtidos para a umidade em base úmida das sementes secas ficaram na faixa de 5 % para as secagens realizadas a 60 °C e em aproximadamente 8 % para as secagens realizadas a 40 °C. No que se refere à germinação, os valores encontrados estão na ordem de 44 a 59 % para as secagens realizadas neste estudo. Dentre as secagens, a que obteve o maior valor de germinação, com valor de 59 %, foi a realizada na condição de T = 40 °C, v = 1,0 m/s e h = 1,0 cm. / The growing necessity for the use of cool-season forage species in the southern region of the country has indicated a high demand for quality seeds. Among the legumes, the birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) is a forage legume which is originated in Europe and in the Mediterranean region. This versatility in the forage legume has its biggest advantage, since it presents forage production in the spring, summer and autumn, is resistant to drought and temporary waterlogging and shows good persistence of green mass. Furthermore, seeds of such kind can be mixed with winter species, which increases the yield of dry matter, gives a better distribution of the material throughout the year and adds an improvement in the quality of pastures. Despite these advantages, the seeds of birdsfoot marketed still have a poor quality. This fact is a result of an inefficient system of monitoring and difficulties associated to production and processing of the product. Another problem is that the seed producer of this species is facing cutaneous numbness, that is, the seed coat (tegument) is impermeable and does not allow the water, necessary for germination to reache the interior of the seed. In the literature, several studies have reported that there is an increasing demand for an increase in forage seed due to the improvement of native grassland and cultivated pastures. Faced with such a promising market, obtaining better quality seed still presents difficulties ranging from the production phase of the field, where the seeds are harvested early in relation to physiological maturation due to the natural loss process until its processing where the drying process is presented as a limiting step that requires particular attention to avoid losses in physiological final product. In general, drying is defined as the removal voluntary or not, full or partial, of a liquid or gaseous phase of any material by the transfer of heat and mass. Drying has its essence in order to ensure the preservation of a product through reduction of water content. In the case of organic materials, such as seeds, reduction in water content must be performed to the extent that the concentration of sugars, acids, salts and other components are sufficiently high to reduce the water activity and inhibit, therefore, the growth of microorganisms. In the production of high quality seeds the drying technology is seen with one of the most important steps, since it allows reducing the water content suitable for storage and marketing levels (12 to 15% moisture), preserves the seeds from physical changing and chemical induced excess moisture, makes it possible to maintain the initial quality during storage and enables the next harvest physiological maturity. However, the drying process, whatever it may be, should occurs in a controlled and uniform manner in order to avoid high temperature and humidity gradients within the material that could result in loss of quality of the final product. Towards to it, this paper aimed to conduct a study on the drying of seeds of birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) in a fixed bed dryer with parallel air flow. To accomplish this goal, this study was divided into the following steps: physical and physiological seed characterization, analysis of rewetting seed process, study of desorption isotherms of the rewetted seeds and evaluation the effects of temperature, air velocity and the height of the tray on the drying kinetics and physiological quality of the final product. The experimental data showed that the results for the dry seeds of UBU were in the range of 5 % to drying carried out at 60 ° C and about 8% to drying carried out at 40 ° C. With regard to seed germination, the values are found in a range of 44 to 59% for the drying carried out in this study. The drying condition whom presented the highest germination value about 59 % was performed on T = 40 ° C, v = 1,0 m/s and h = 1,0 cm.