Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-17T23:45:59Z No. of bitstreams: 1 LÍGIA MARIA RIBEIRO LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2010.pdf: 2788036 bytes, checksum: 1c5b62f6d7f3b6dd45a34fd6b83130c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T23:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LÍGIA MARIA RIBEIRO LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2010.pdf: 2788036 bytes, checksum: 1c5b62f6d7f3b6dd45a34fd6b83130c9 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a dinâmica da adsorção de gasolina (adsorbato) utilizando bagaço de cana-de-açúcar na forma de pó como adsorvente, em um leito fixo em escala ampliada, por meio da análise das curvas de ruptura. A coluna utilizada para adsorção consiste de um cilindro de vidro com altura de 60,0 cm e diâmetro de 6,0 cm. Inicialmente foram feitas análises de caracterização química e física do bagaço de cana na forma de pó, como: composição química; porcentagem de matéria seca, umidade, cinzas, matéria orgânica, proteína bruta, celulose e lignina. Para a avaliação da estrutura porosa da biomassa bagaço de cana-de-açúcar foram realizadas três análises do material na forma de pó: área superficial, volume poroso e diâmetro poroso. Com base nos dados obtidos pelos ensaios experimentais para obtenção das curvas de ruptura, pode-se avaliar a dinâmica do leito fixo em escala ampliada através da análise dos resultados verificados pelo planejamento experimental e pela aplicação da modelagem fenomenológica, utilizando o modelo da Força Impulsora Linear. Foi possível observar que os maiores valores dos tempos de quebra das curvas foram encontrados para as menores vazões com as três concentrações de entrada de efluente simulado. Analisando o diagrama de Pareto observou-se que a influência da interação da concentração inicial de gasolina com a vazão de operação é o fator mais significativo seguido da altura do leito fixo de biomassa. Verificou-se também que a concentração de gasolina é o fator menos importante no processo de adsorção de biomassa. Avaliou-se por meio da obtenção dos valores da constante de transferência de massa, utilizando o modelo da Força Impulsora Linear, que houve uma tendência para o aumento do coeficiente de transferência de massa, à medida que a vazão aumentou. Com esses resultados, pode-se concluir que os coeficientes de transferência de massa no sólido, calculados em função da vazão volumétrica podem ser representados por uma relação linear nas condições experimentais estudadas. / The objective of this work was to evaluate the dynamics of adsorption of gasoline (adsorbate) using sugar-cane bagane in powder form as adsorbent, in a fixed bed in enlarged scale, through the analysis of breakthrough curves. The column used for adsorption consists of a glass cylinder with 60.0 cm height and 6.0 cm diameter. Initially were made analyses of chemical and physical characterization of cane bagane in powder form, as: chemical composition; dry matter percentage, humidity, ashes, organic matter, rude protein, cellulose and lignin. For evaluation of porous structure of the biomass sugar-cane pulp three analyses of the material were accomplished in powder form: superficial area, porous volume and porous diameter. With base in data obtained by experimentals for obtaining of breakthrough curves, dynamics of fixed bed can be evaluated in scale enlarged through the evaluation of results verified by experimental planning and th rough application of phenomenological modelling, using Lineal Impelling Force model. It was possible to observe that largest values of times of break of the curves were found for smallest flow rates with the three concentrations of entrance of simulate eff luent. Analyzing Pareto diagram was observed that the influence of interaction of initial concentration of gasoline with the operation flow rate is the most significant factor followed by height of fixed bed of biomass. It was also verified that the concentration of gasoline is the less important factor in biomass adsorption process. It was observed through the values obtained of mass transfer constant, using Lineal Impelling Force model, that there was a tendency for increase of mass transfer coefficient, as the flow rate increased. With those results, can be concluded that mass transfer coefficients in the solid, calculated in function of volumetric flow rate can be represented by a lineal relationship in the studied experimental conditions.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T18:14:44Z No. of bitstreams: 1 DissDASA.pdf: 1287795 bytes, checksum: 30f3928149e2c50db5cced83a69f621f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:29:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDASA.pdf: 1287795 bytes, checksum: 30f3928149e2c50db5cced83a69f621f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:29:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDASA.pdf: 1287795 bytes, checksum: 30f3928149e2c50db5cced83a69f621f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDASA.pdf: 1287795 bytes, checksum: 30f3928149e2c50db5cced83a69f621f (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / Não recebi financiamento / The black pepper is the most important spice commercialized globally, with Brazil being one of the main producers in the world. Yet few studies to optimize the production of this commodity process have been found in the literature. The objective of this work was to study the drying the black pepper grains. The physicochemical characterization of the material with varying humidity, measuring linear dimensions (mean Sauter diameter, minimum, average and maximum diameter, and perimeter) was performed, as well as surface area, volume, sphericity, and also the bulk density, real and bulk, porosity and grain. Drying experiments were conducted in a hothouse at different temperatures. Assays were carried out a fixed-bed dryer for determination of the thin layer. Drying kinetics experiments were performed on a thin layer in a dryer with forced convection temperature ranging from 50 to 70 °C, and air velocity of 1.0, 2.0 and 4.0 m/s. With these data, there have been adjustments of Lewis, Page and Overhults equations, and the Forward model with simplifying assumptions for the diffusivity. The results obtained show that the diffusive model was the most suitable. It also promoted the essential oil extraction of the grains and the results are consistent with the literature. / A pimenta do reino preta é a mais importante especiaria comercializada mundialmente, sendo o Brasil um dos maiores produtores no mundo. Mesmo assim, poucos estudos para otimização do processo produtivo dessa commodity poucos foram encontrados na literatura. O objetivo desse trabalho foi estudar a secagem dos grãos de pimenta-do-reino preta. Foi realizada a caracterização físico-química do material com umidades variadas, medindo-se as dimensões lineares (diâmetro de Sauter, diâmetros mínimo, médio e máximo, e perímetro), da área superficial, volume, esfericidade, e ainda a massa específica aparente, real e bulk, e as porosidades dos grãos. Realizaram-se experimentos de secagem em estufa a diferentes temperaturas. Foram realizados ensaios no secador de leito fixo para determinação da camada fina. Os experimentos de cinética de secagem foram realizados em camada fina, em um secador de convecção forçada com temperatura variando de 50 a 70ºC, e com velocidade do ar de 1,0, 2,0 e 4,0 m/s. Com esses dados, fizeram-se ajustes das equações de Lewis, Page e Overhults, e do modelo Difusivo com hipóteses simplificadoras para a difusividade. Os resultados obtidos mostram que o modelo difusivo foi o mais adequado. Também foi realizada a extração do óleo essencial dos grãos e os resultados estão compatíveis com os da literatura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5078.pdf: 4584807 bytes, checksum: 70e2c15d24d5960f2013d1c5b90260f9 (MD5) Previous issue date: 2013-03-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / Convective drying of leaves involves heat and mass transfer in packed-beds of deformable material, since the leaves shrink significantly when the moisture is removed. Therefore, the packing structure changes over time, and the transfer properties alter as well. An additional drawback is the challenge to obtain reproducible packings, given the random nature of packing for such an irregular type of material. In this work, an experimental investigation was conducted to analyze how basil leaves (Ocimum basilicum L.) behave during drying focusing in the challenging characteristics of this particulate phase. A full characterization of the leaves as a particulate solid was conducted by measuring their dimensions, specific density, initial moisture content and equilibrium moisture content. Loose and compacted bulk densities were measured for beds of leaves under different moisture content. Results indicate that the basil leaves have a low sphericity (=0.160), a high projected area (Aproj=4.55 cm2) and density equal to 0.874 g.cm-3. Bulk density of fresh leaves was 0.089 g.cm-3 in loosely packed-beds, and 0.198 g.cm-3 in compacted packed-beds. Drying experiments were performed in a range of 30 to 60oC under different air-particle contact modes, including fixed and moving beds. Drying cells 10 cm in diameter with heights of either 1 or 12 cm (corresponding to thin-layer and deep-layer beds respectively) were tested with air flowing perpendicular to the samples. In moving beds, a rectangular chamber of dimensions 20 cm x 11 cm was used, also with air flowing perpendicular to the samples. In the conditions tested, problems were observed regarding reproducibility of data of moisture content versus time, bed shrinking, channeling and non-homogeneous drying. It was demonstrated that these problems appear due to the inherent characteristics of the leaves (low density, high ratios of surface area to volume, rough surface, etc.), and also due to their biological variability, which made it difficult to obtain packed-beds with reproducible characteristics in different assays. Homogeneous drying was obtained only for moving beds with vertical vibration, under dimensionless vibration parameter equal to 1.0 and an amplitude of vibration of 0.5 cm. The effect of the cell diameter to mean leaf size ratio (D/dm) on the bulk densities and drying rates was also investigated. For that, the size of leaves was reduced by cutting them in two parts widthways (half-sized particles), and also in four parts, width- and lengthways (quarter-sized particles), resulting in D/dm= 4.2 (whole leaves), 5.3 and 7.8 (half- and quarter-sized leaves respectively). It was observed that loose and compacted bulk densities did not vary significantly for beds of half-sized particles, but increased approximately 20% in beds of quarter-sized leaves. Regarding the drying rates, a tendency of an increase as D/dm was raised to 7.8 was observed, but the variation remained within the range of standard deviation of experimental data. Axial shrinking of the beds throughout drying was measured in deep packed-beds. The initial bed height was reduced by approximately 47% after 100 minutes of drying at 60 oC. The pressure drop through the bed decreased drastically when the leaves were dried, resulting in an increase by 141 times in the bed permeability for drying at a temperature of 60°C. The results obtained show that the packed-bed structure strongly affects the heat and mass transfer during convective drying of leaves. / A secagem convectiva de folhas envolve os processos de transferência de calor e massa em leitos empacotados de materiais deformáveis, uma vez que as folhas apresentam um elevado encolhimento com a redução da umidade. Desta forma, a estrutura do pacote de folhas muda ao longo do tempo de secagem, e as propriedades de transferência também se alteram. Um inconveniente adicional é a dificuldade de se obter pacotes reprodutíveis, devido à natureza aleatória dos empacotamentos constituídos por este tipo de material, que tem formatos irregulares. Neste trabalho, uma investigação experimental foi realizada com o intuito de avaliar como as folhas de manjericão (Ocimum basilicum L.) comportam-se durante o processo de secagem, levando em consideração as características desta fase particulada. Uma caracterização completa das folhas enquanto um sólido particulado foi realizada medindo-se suas dimensões características, massa específica, teor de umidade inicial e teor de umidade de equilíbrio. As densidades bulk solta e compactada foram medidas para leitos de folhas com diferentes teores de umidade. Os resultados indicam que as folhas de manjericão possuem baixa esfericidade (=0,160), elevada área projetada (Aproj=4,55 cm2) e massa específica igual a 0,874 g.cm-3. As densidades bulk obtidas para as folhas in-natura foram iguais a 0,089 g.cm-3 e 0,198 g.cm-3, para os leitos com empacotamento solto e compactado, respectivamente. Experimentos de secagem foram realizados para temperaturas do ar de secagem entre 30 e 60°C, e com os leitos de folhas sendo submetidos a diferentes formas de contato sólido-fluido, incluindo leitos fixos e móveis. Células de secagem com 10,0 cm de diâmetro e com alturas de 1,0 ou 12,0 cm (correspondendo às alturas de leitos com camada fina e espessa, respectivamente) foram testadas com escoamento de ar perpendicular ao material. Nos ensaios de secagem em leitos móveis, uma câmara retangular com área de seção transversal de 20,0 cm x 11,0 cm foi usada, também com escoamento de ar perpendicular às amostras. Nas condições investigadas, problemas com relação à reprodutibilidade das curvas de cinética de secagem, encolhimento do leito, canalização do ar nas proximidades das paredes da célula e secagem não homogênea foram observados. Foi demonstrado que estes problemas aparecem como consequência das características inerentes às folhas (baixa massa específica, elevada relação Ap/Vp, rugosidade superficial, etc.), e também devido à variabilidade biológica, que dificulta a obtenção de pacotes de folhas com características similares entre diferentes ensaios. Um produto final seco de forma homogênea foi obtido somente para os ensaios realizados em leitos móveis com vibração vertical, utilizando adimensional de vibração igual a 1,0 e amplitude vibracional de 0,5 cm. O efeito da razão D/dm (diâmetro da célula/dimensão média da folha) sobre as densidades bulk e taxas de secagem foi também avaliado. Para isto, as folhas inteiras (D/dm=4,2) foram cortadas em duas e em quatro partes (valores de D/dm=5,3 e 7,8, respectivamente). Verificou-se que as densidades bulk médias solta e compactada não variaram significativamente para os leitos de folhas cortadas em duas partes, mas aumentaram em 20% para as folhas cortadas em quatro partes em relação às folhas inteiras. Em relação às taxas de secagem, uma tendência de aumento foi observada quando D/dm passou de 4,2 para 7,8, mas as diferenças mantiveram-se dentro da faixa de desvios padrão dos dados experimentais. O encolhimento axial dos leitos foi medido durante ensaios de secagem utilizando camadas espessas de folhas. A altura inicial dos leitos de folhas foi reduzida em aproximadamente 47% após cerca de 100 minutos de secagem para os ensaios de secagem realizados a 60°C. Os valores de queda de pressão através do leito diminuíram bastante quando as folhas foram secas, resultando em um aumento de 141 vezes na permeabilidade do leito para a secagem com o uso de T=60°C. Os resultados experimentais obtidos neste trabalho mostram que a estrutura dos leitos de folhas afetam fortemente as transferências de calor e massa que ocorrem durante a secagem das folhas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5228.pdf: 2240292 bytes, checksum: 0afa7318b447dd1c9b5cbc1d58e3434b (MD5) Previous issue date: 2013-04-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Cephalosporins are β-lactam antibiotics which are widely used in the treatment of bacterial infections. Within this group, cephamycin C (CefC) stands out from the others cephalosporins antibiotics due to its greater resistance to β-lactamases enzymes and its broader spectrum of action against Gram-negative pathogens. It is produced by the bacteria Nocardia lactamdurans and Streptomyces clavuligerus, usually in submerged fermentation. In the literature, the available information about the purification processes of this antibiotic are restricted to patents or papers published in the past decades. As cefC is the raw material for the production of important semi-synthetic antibiotics and due to the lack of scientifically substantiated information about its separation and purification processes, the motivation for the development of this thesis has arisen. Then, the aim of this thesis was to study the purification process of CefC produced by S. clavuligerus, by using the processes of adsorption and ion exchange in fixed bed columns. The techniques of adsorption and ion exchange present themselves as good strategies for CefC purification due to the amphoteric nature of the antibiotic molecule, which has positive or negative charges depending on the environmental pH, and the bicyclic nucleus in its structure, which allows the interaction with hydrophobic structures. As there is no chemical standard of cefC available on the market, in this study we have only used culture broth containing this antibiotic. The adsorbents evaluated were the neutral resins Amberlite XAD4 and Amberlite XAD16 and the anionic resin Q Sepharose XL. At first, ion exchange column experiments using the resin QXL were carried out. The results showed that the variation of the flow rate in the range of 2.5 mL/min to 7.5 mL/min did not affect the efficiencies of product recovery nor of bed utilization, and it did not interfere with the bioactive compounds elution. The isocratic elution modes using 0.1% or 1% NaCl (w / v) were able to separate cefC from other (s) compound (s) with antimicrobial activity present in the broth, which were not identified. But the use of 1% NaCl solution promoted the antibiotic recovery in a shorter process time and smaller volume than using 0.1 % NaCl solution. After analysis by mass spectrometry, carried out by ESI ionization in the positive mode, it was observed that the ion exchange process with QXL resin followed by adsorption on a C18 SPE cartridge were able to separate cefC from compound (s) whose molecules after ionization acquired m/z ratios corresponding to the lysine s molecule, and they also reduced the concentration of contaminants with m/z ratios corresponding to the molecules of penicillin N, deacetylcephalosporin C and deacetoxycephalosporin C. As the ion exchange studies were done, the adsorption studies using the neutral resins were initiated. At first, adsorption isotherms of cefC on XAD4 and XAD16 resins were obtained, and the effects of pH and temperature in the adsorption equilibrium were evaluated. The results showed that the broth pH had strong influence on the adsorption and the best condition was observed at pH 2.6 at 15° C. The kinetic experiments have shown that equilibrium is reached more quickly on the resin XAD16. Estimation of intrinsic kinetic parameters and mass transfer coefficients returned higher values for this resin. The column adsorption processes with XAD4 resin, when the column feed consisted of the ultrafiltered or clarified broth and the elution solutions were 1% or 5% (v/v) EtOH solutions, did not lead to separation of cefC from contaminants that were monitored in the experiments. But when the feed consisted of a preAbstract iv purified fraction, obtained in the ion exchange column with QXL resin, added with cephalosporin C, it was possible to separate the two antibiotics. Cephalosporin C was added to simulate the presence of some contaminants in the culture broth - deacetylcephalosporin C and deacetoxycephalosporin C. As these contaminants are in very low concentrations and there are not commercial chemical standards available to purchase, neither an analytical methodology to quantify them, it was decided to add cephalosporin C, whose chemical structure is very similar to the contaminants, the commercial standard is commercially available and there is a quantification method to determinate it. The column experiments with resin XAD16 showed similar results to the experiments with resin XAD4, in which it was also observed the separation of cefC from cephalosporin C. The moment analysis of the chromatographic peaks showed that cefC average retention times and peak dispersions were smaller in the column assays with XAD16 than with XAD4. Thus, a more concentrated fraction containing cefC was obtained in the column experiments with XAD16 resin. Therefore, it was demonstrated by the purification processes studied that the techniques of adsorption and ion exchange were effective in the purification of cefC in relation to contaminants that are difficult to separate / As cefalosporinas são antibióticos β-lactâmicos muito utilizados no tratamento de infecções bacterianas. Dentro do grupo, a cefamicina C (cefC) se destaca devido a sua maior resistência à ação das β-lactamases bacterianas e ao seu maior espectro de ação contra patógenos Gramnegativos. Ela é produzida pelas bactérias Nocardia lactamdurans e Streptomyces clavuligerus, geralmente em cultivos submersos. Na literatura, as informações existentes sobre os processos de purificação deste antibiótico estão disponíveis apenas em patentes ou em artigos publicados em décadas passadas. Sendo um composto que é matéria-prima para produção de antibióticos semissintéticos de grande importância clínica e comercial, e devido à falta de informações fundamentadas cientificamente sobre os processos de separação e purificação deste antibiótico, surgiu a motivação para o desenvolvimento desta tese. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a purificação da cefC produzida por S. clavuligerus, utilizando o processo de adsorção e troca iônica em colunas de leito fixo. As técnicas de adsorção e troca iônica apresentam-se como uma boa estratégia para purificação da cefC devido à natureza anfótera da molécula do antibiótico, que possui cargas positivas ou negativas dependendo do pH do meio, e ao núcleo bicíclico em sua estrutura, que permite a interação com estruturas hidrofóbicas. Como não há o padrão da cefC disponível no mercado, neste estudo trabalhou-se apenas com o caldo de cultivo. Os adsorventes avaliados foram as resinas neutras Amberlite XAD4 e Amberlite XAD16 e a resina de troca iônica Q Sepharose XL. Inicialmente, foram realizados experimentos em coluna de troca iônica com a resina QXL. Os resultados destes ensaios mostraram que a variação da vazão no intervalo de 2,5 mL/min a 7,5 mL/min não alterou as eficiências de recuperação do produto e de utilização do leito, nem interferiram na eluição dos compostos bioativos. A eluição no modo isocrático com solução de NaCl 1% (m/v) possibilitou a separação da cefC de outro(s) composto(s) com atividade antimicrobiana presentes no caldo, mas não identificados, e promoveu uma recuperação do antibiótico em um tempo menor de processo e em um volume menor de solução que a eluição com NaCl 0,1%. Após análise por espectrometria de massas, com ionização feita por ESI no modo positivo, observou-se que o processo de troca iônica seguido da adsorção em cartucho de SPE C18 foi capaz de separar a cefC de composto(s) com a razão m/z correspondente à lisina, e diminuir a concentração de contaminantes presentes no caldo cujas moléculas apresentaram, após ionização, razão m/z correspondentes à das moléculas de penicilina N, desacetilcefalosporina C e desacetoxicefalosporina C. Finalizados os experimentos de troca iônica, iniciaram-se os estudos de adsorção utilizando as resinas neutras. Os primeiros experimentos consistiram na determinação de isotermas de adsorção da cefC nas resinas XAD4 e XAD16, avaliando a influência do pH e da temperatura no equilíbrio de adsorção. Os resultados mostraram que o pH do caldo teve drástica influência na adsorção, sendo que a melhor condição observada foi no valor de pH 2,6 à 15°C. Os ensaios cinéticos mostraram que o equilíbrio é atingido mais rapidamente na resina XAD16. A estimativa dos parâmetros cinéticos intrínsecos e de transferência de massa retornaram valores maiores para esta resina. O processo de adsorção em coluna com a resina XAD4, quando a alimentação da coluna consistiu do caldo ultrafiltrado ou clarificado e a eluição foi feita com as soluções de EtOH 1% ou 5% (v/v), não levou à separação da cefC dos contaminantes que Resumo ii foram monitorados nos ensaios. Mas quando a alimentação foi feita com uma fração prépurificada, oriunda da troca iônica, adicionada de cefalosporina C, foi possível obter a separação dos dois antibióticos. A cefalosporina C foi adicionada para simular a presença de alguns contaminantes presentes no caldo de cultivo a desacetilcefalosporina C e desacetoxicefalosporina C. Como estes contaminantes estão em concentrações muito baixas e não existem os padrões comerciais disponíveis para serem adquiridos, nem metodologia analítica para quantificá-los, optou-se por adicionar cefalosporina C, cuja estrutura química é bem similar à dos contaminantes, existe o padrão comercial para ser adquirido e possui um método de quantificação. Os experimentos em coluna com a resina XAD16 mostraram resultados similares aos experimentos com a resina XAD4, nos quais também foi observada a separação entre a cefC e a cefalosporina C. Após análise dos momentos dos picos cromatográficos, verificou-se que a cefC apresentou tempos de retenção médios menores na resina XAD16 e a dispersão dos picos foi menor. Desta forma, foi obtida uma fração mais concentrada em cefC nos ensaios em coluna com esta resina do que com a resina XAD4. Portanto, pôde-se constatar pelo processo de purificação estudado que as técnicas de adsorção e troca iônica mostraram-se eficientes na purificação da cefC em relação a contaminantes difíceis de serem separados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMMP.pdf: 3655334 bytes, checksum: d6a87874a7eeb666df02fdef1e7be523 (MD5) Previous issue date: 2004-04-06 / Universidade Federal de Sao Carlos / Attempting to contribute with the studies on mucilaginous seeds drying, the objective of this work is to study the simultaneous heat and mass transfer during drying in fixed bed of papaya seeds with and without mucilage. The physical-mathematical analysis used to predict the moisture and temperature profiles during drying was based on two-phases model, according to mass and heat balances in fluid and particulate phases. A moving coordinate system, that follows the bed contraction movement, was used to take into account the shrinkage phenomenon. Experimental investigations in a drying unit at bench scale were conducted to characterize the phenomenon of shrinkage and the physical properties of material as function of moisture content, as well as to determine the temperature and moisture content distributions, which were used to evaluate the model. The equations of thermodynamics equilibrium and heat and moisture transfer rate between the solid and fluid phases were obtained from specific studies. The model equations were solved using the finite difference method. Although the beds of mucilaginous seeds had the higher heat transfer rates, their drying rates were lower than those of non-mucilaginous seeds. Bed shrinkage was nearly 30% and 12% for seeds with and without mucilage, respectively, what is directly related to superficial characteristics of each particle and moisture gradients developed during drying. The analysis of the fixed bed drying of papaya seeds, which was based on the two-phases model, corroborated the importance of the bed shrinkage for a more accurate interpretation of heat and mass phenomena involved in drying of particles with high moisture contents. It is verified that the developed model is promising to predict the drying variable and that it must be tested in correlated studies. / Visando contribuir com os estudos sobre o processo de secagem de sementes revestidas por mucilagem, o objetivo deste trabalho é estudar a transferência simultânea de calor e massa durante a secagem em leito fixo e camada espessa de sementes de mamão com e sem mucilagem. A análise físico-matemática do processo utilizada para simular os perfis de temperatura e umidade ao longo do secador foi fundamentada no modelo a duas fases, de acordo com os princípios de conservação de massa e energia para as fases fluida e sólida. A fim de incorporar o fenômeno de encolhimento das sementes durante a secagem, um sistema de coordenadas móveis, que segue o movimento de contração do leito de partículas, foi usado. Investigações experimentais numa unidade de secagem em escala laboratorial foram realizadas para a caracterização do fenômeno de encolhimento e das propriedades físicas do material em função do teor de umidade, bem como para a determinação das distribuições de umidade e de temperatura do sólido, utilizadas para a avaliação do modelo. As equações de equilíbrio termodinâmico, transferência de calor e massa entre as fases sólida e fluida, necessárias no modelo, foram obtidas a partir de estudos específicos advindos da literatura. As equações do modelo foram resolvidas pelo método de diferenças finitas. Apesar dos leitos formados por sementes com mucilagem apresentarem as maiores taxas de transferência de calor, suas taxas de secagem foram menores que aquelas das sementes desprovidas do envoltório mucilaginoso. O encolhimento do leito particulado ficou em torno de 30% e 12% para as sementes com e sem mucilagem, respectivamente, o que mostrou estar diretamente relacionado às características superficiais das partículas e aos gradientes de umidade desenvolvidos durante a secagem. A análise da secagem em leito fixo de sementes de mamão com base no modelo a duas fases corroborou a importância do encolhimento do leito para uma interpretação mais precisa dos fenômenos de transferência de calor e massa envolvidos na secagem de partículas com alto teor de umidade. O modelo desenvolvido mostrou-se promissor para a predição das variáveis do processo de secagem, devendo ser testado em estudos correlatos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutMMPF.pdf: 1840630 bytes, checksum: 8daa3d9d8f28ac2b33d0c5087a239b1e (MD5) Previous issue date: 2003-12-11 / The studies on the preparation and drying of seeds with artificial coat covering promote the integration of the referring research lines for drying of seeds and gel. Thus, the aim of this research were carried out a methodology to promote the coated of seeds with material the base of gel, to characterize the system seed-gel and to realize the search of information about the interaction among particles and fluid during the drying process in a fixed bed. In addition, it was also analyze, before and after each accomplished operation, the effects of the stages involved in the construction of the coated seed on the physiologic quality of them. Millet seeds (Pennisetum glaucum), gel agar and sorbitol were used in the tests. The best mixture was used to coat seeds in order to maintain their physiologic quality and the gel adherence. To them was composed such mixture by 1.5% of gel agar and by 5% of sorbitol in relation to the gel. After the development of the methodology of coating, some analyses were used to characterize the system seed-gel such as: dimensions, sphericity, specific mass, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat. Due to the high moisture content of the coating material, it was necessary the development of a methodology that accelerated the moisture transfer, for the determination of the equilibrium moisture content of the system seed-gel-air. The best equation to determine the equilibrium of the system it was Chen-Clayton s equation, which presented a good agreement with the experimental data, in the range of temperatures from 25 to 50°C and moisture from 11 to 84% bu. The drying kinetics was obtained in fixed bed of thick layer for temperatures from 30 to 50°C and velocities from 0.5 to 2.5 m/s, The equation fitted the experimental data of drying kinetics better was one proposed by Page. . Tests of convective drying in fixed of thick layer allowed obtaining the maxim thickness of bed to supplies appropriate product to the storage. The immediate and latent effects were evaluated and according to them, the physiologic quality was maintained. Therefore, the system seed-gel satisfied the expectations concern with tests of physical characterization and regeneration of the seeds. However, this system seed-gel was also appropriate for convective drying process in fixed bed of small thickness. / Os estudos sobre a preparação e secagem de sementes com cobertura artificial possibilitaram a integração e sintetização das linhas de pesquisa referentes à secagem de sementes e géis. Os objetivos deste trabalho consistem em desenvolver uma metodologia que possibilite promover o recobrimento de sementes com material a base de gel, caracterizar o sistema semente-gel e realizar a busca de informações sobre a interação entre as partículas e o fluido na operação de secagem em leito fixo, analisando-se, também, os efeitos que as operações envolvidas na construção da semente recoberta provocarão na qualidade fisiológica das sementes, antes e após cada operação realizada. Os materiais utilizados foram sementes de milheto, Pennisetum glaucum, gel ágar e sorbato. A mistura determinada como adequada ao recobrimento visando a manutenção da qualidade fisiológica e a aderência foi de 1,5 % de gel ágar e de 5% de sorbato em relação ao gel. Após o desenvolvimento de metodologia que permitiu a realização do recobrimento, o sistema semente-gel originado foi caracterizado, utilizando-se técnicas de laboratório e equipamentos comerciais, isto é, foram determinadas as dimensões características, esfericidade, massa específica, condutividade, difusividade térmicas e calor específico. Para a determinação da umidade de equilíbrio higroscópio do sistema semente-gel-ar, devido ao elevado teor de umidade do material de recobrimento, foi necessário o desenvolvimento de uma metodologia que acelerasse a retirada de umidade. A equação de Chen-Clayton foi a que melhor representou a dessorção de água do sistema, com boa concordância em relação aos dados experimentais, na faixa de temperaturas de 25 a 50°C e umidades de 11 a 84% bu. A cinética de secagem foi obtida em leito fixo e camada fina para temperaturas de 30 a 50°C e velocidades de 0,5 a 2,5 m/s, sendo representada pela equação de Page. Testes de secagem convectiva das partículas conduzidos em camada espessa permitiram obter a máxima espessura de leito fixo que fornece produto adequado ao armazenamento. As avaliações dos efeitos imediatos e latentes, advindos de diferentes operações, comprovaram a manutenção da qualidade fisiológica das sementes. Ou seja, o sistema semente-gel satisfez as expectativas quanto à recomposição da semente, caracterização física em estudos específicos e, também, mostrou-se com estrutura adequada para o processo de secagem convectiva em leitos de pequena espessura.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-05-02T23:09:41Z No. of bitstreams: 1 LuizEduardoPereiraSantiago_DISSERT.pdf: 1585399 bytes, checksum: 01c341e6d8764f728e0a56ac896c4f62 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-05-07T22:30:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LuizEduardoPereiraSantiago_DISSERT.pdf: 1585399 bytes, checksum: 01c341e6d8764f728e0a56ac896c4f62 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T22:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizEduardoPereiraSantiago_DISSERT.pdf: 1585399 bytes, checksum: 01c341e6d8764f728e0a56ac896c4f62 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Os processos contínuos de transesterificação em condições supercríticas utilizando reatores tubulares surgem como uma possível tecnologia que assegurará a produção viável de biodiesel em larga escala. As idiossincrasias deste processo estão relacionadas à dispensabilidade de catalisadores, processos simplificados de separação, uso de óleos de baixa qualidade e o pequeno tempo reacional (quando comparado aos outros processos). Nesta linha de estudos, os recentes avanços demonstram que o uso de leito de inertes (promotores de mistura), mostra-se como uma alternativa factível para um melhor desempenho dos reatores tubulares operando em condições supercríticas. Contudo, a ausência de uma rigorosa análise fenomenológica desse novo Layout por parte da literatura, é uma limitação para o perfeito entendimento do processo e a adequação das condições operacionais a uma região de melhor viabilidade. Assim, o presente trabalho tem como objetivo principal a modelagem e análise do processo de alcoolize de triglicerídeos em condições supercríticas utilizando um reator contínuo recheado com inertes (vidro). Para tanto, as variáveis operacionais escolhidas para o estudo são aquelas tidas como ótimas segundo a literatura vigente, sendo essas: temperatura (300 °C, 350 °C e 400 ºC); vazão volumétrica (0,5 mL/min e 1,0 mL/min) e porosidade do leito (0,42, 0,38 e 0,32). Os dados experimentais foram avaliados na razão molar óleo: álcool de 1:40 e pressão reacional de 15 MPa. Nesta pesquisa, os parâmetros foram estimados com base no método heurístico de otimização denominado Particle Swarm Optimization (PSO). As características fenomenológicas foram analisadas a partir da descrição por um modelo de dispersão em conjunto com a técnica do Falso Transiente. Os resultados obtidos pelo modelo foram capazes de ajustar os dados experimentais com coeficiente de regressão de 0,98. As maiores conversões em ésteres foram obtidas na condição de maior temperatura e menor porosidade. / The continuous process of transesterification at supercritical conditions in tubular reactors rises as a new technology that will ensure viable large-scale biodiesel production. The idiosyncrasies of this process are related to the simplified separation processes, use of low quality feedstock, catalyst free and short reaction time (compared to the conventional processes). In these kinds of studies, the recent breakthroughs demonstrate that an inert bed (mixing promoters) may be a feasible alternative to enhance tubular reactor performance when operated at supercritical conditions. However, a rigorous phenomenological analysis forthis new process layout is scarce in literature, which creates some limitations for a complete understanding of the process. Thus, the main objective of the current work is to develop a mathematical model of the process and analyze triglyceride alcoholysis at supercritical conditions using a continuous tubular reactor packed with glass spheres. The operating variables evaluated are temperature (300, 350 and 400 °C), volumetric flowrate (0.5 mL/min and 1.0 mL/min) and bed porosity (0.42, 0.38 and 0.32). The experimental data were evaluated for the oil /alcohol molar ratio of 1:40 and operating pressure of 15 MPa. The model parameters were estimated using the particle swarm optimization algorithm (PSO), which is a classical heuristic optimization technique. The phenomenological characteristics were analyzed based on the description of multiple gradients along with the false-transient method. The results obtained by the model were able to predict 98% of the experimental data. The higher conversions in esters were achieved for the highest temperature and lowest porosity.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T19:42:20Z No. of bitstreams: 1 CamilaPacellyBrandaoDeAraujo_DISSERT.pdf: 4969845 bytes, checksum: f1f2fb0b021589a796762546c844670e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-29T17:12:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CamilaPacellyBrandaoDeAraujo_DISSERT.pdf: 4969845 bytes, checksum: f1f2fb0b021589a796762546c844670e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T17:12:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CamilaPacellyBrandaoDeAraujo_DISSERT.pdf: 4969845 bytes, checksum: f1f2fb0b021589a796762546c844670e (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / As emiss?es de compostos sulfurados pela ind?stria do refino de petr?leo v?m sendo sujeitas a legisla??es cada vez mais restritivas devido aos impactos ambientais e na sa?de humana. A remo??o de compostos de enxofre pode ocorrer atrav?s de rea??es de hidrotratamento (HDT) as quais s?o catalisadas por s?lidos, geralmente ?xidos ou sulfetos met?licos normalmente suportados em alumina. Para a remo??o de enxofre (HDS) catalisadores de Co(Ni)-Mo(W)/Al2O3 s?o os mais utilizados, por?m novos materiais vem sendo desenvolvidos para esse fim. Carbetos de metais refrat?rios foram identificados como potenciais candidatos para essa aplica??o, a dopagem destes pode ser uma alternativa para a cat?lise dessa rea??o. Os precursores para obten??o de Mo2C foram heptamolibdato de molibd?nio [(NH4)6[Mo7O24].4H2O] e nitrato de cobalto [Co(NO3)2.6H2O] e foram cominu?dos manualmente em propor??es estequiom?tricas anteriormente ? rea??o. Os precursores foram caracterizados por TG/DTA, MEV, FRX e DRX. Os carbetos de molibd?nio com adi??o de cobalto foram obtidos atrav?s de rea??o g?s-s?lido com atmosfera de metano (CH4) e hidrog?nio (H2) utilizando reator de leito fixo. Foi utilizada vaz?o total da mistura gasosa de 15L/h com 5% de CH4 e taxa de aquecimento de 5?C/min at? a temperatura de rea??o (700 ou 750?C). Dois percentuais de cobalto foram empregados: 2,5 e 5%. Foi notada a presen?a de fase CoMoO4 e MoO3 nos percursores calcinados, o que indica o ?ntimo contato entre os metais. Para os produtos da rea??o de carboneta??o a 700?C, independentemente do teor de cobalto adicionado, foi formado Mo2C-ortorr?mbica e MoO2- monocl?nica. A 750?C somente Mo2C foi detectada por DRX. N?o foi poss?vel a identifica??o de fase contendo Co pelos difratogramas em nenhuma das condi??es. Nessa temperatura, a an?lise de TOC indicou a completa convers?o dos ?xidos a carbeto, com forma??o de 8,9% de carbono livre para a amostra com 2,5% de Co, para a amostra com 5% a convers?o foi incompleta (86%). Os produtos de rea??o foram caracterizados por FRX, DRX, MEV, TOC, BET e granulometria a laser / Sulfur compounds emissions have been, on the late years, subject to more severe environmental laws due to its impact on the environment (causing the acid rain phenomena) and on human health. It has also been object of much attention from the refiners worldwide due to its relationship with equipment?s life, which is decreased by corrosion, and also with products? quality, as the later may have its color, smell and stability altered by the presence of such compounds. Sulfur removal can be carried out by hydrotreating (HDT) which is a catalytic process. Catalysts for HDS are traditionally based on Co(Ni)-Mo(W)/Al2O3. However, in face of the increased contaminants? content on crude oil, and stricter legislation on emissions, the development of new, more active and efficient catalysts is pressing. Carbides of refractory material have been identified as potential materials for this use. The addition of a second metal to carbides may enhance catalytic activities by increasing the density of active sites. In the present thesis Mo2C with Co addition was produced in a fixed bed reactor via gas-solid reaction of CH4 (5%) and H2(95%) with a precursor made of a mix of ammonium heptamolybdate [(NH4)6[Mo7O24].4H2O] and cobalt nitrate[Co(NO3)2.6H2O] at stoichiometric amounts. Precursors? where analyzed by XRF, XRD, SEM and TG/DTA. Carboreduction reactions were carried out at 700 and 750?C with two cobalt compositions (2,5 and 5%). Reaction?s products were characterized by XRF, XRD, SEM, TOC, BET and laser granulometry. It was possible to obtain Mo2C with 2,5 and 5% cobalt addition as a single phase at 750?C with nanoscale crystallite sizes. At 700?C, however, both MoO2 and Mo2C phases were found by XRD. No Co containing phases were found by XRD. XRF, however, confirmed the intended Co content added. SEM images confirmed XRD data. The increase on Co content promoted a more severe agglomeration of the produced powder. The same effect was noted when the reaction temperature was increased. The powder synthesized at 750?C with 2,5% Co addition TOC analysis indicated the complete conversion from oxide material to carbide, with a 8,9% free carbon production. The powder produced at this temperature with 5% Co addition was only partially converted (86%)

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseCN_DISSERT.pdf: 1767352 bytes, checksum: c57055b8c67d4fd6e0631c221643df35 (MD5) Previous issue date: 2010-06-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Supported catalysts of CuCl2 on s?lica were used in the methane oxychlorination reaction. The materials were synthesized by the ion exchange technique in a basic solution, using a copper-ammonia complex with 3 and 6 % of nominal copper loading. The materials where characterized by thermogravimetry (TG), X-ray Fluorescence Spectroscopy (XRF), Temperature Programmed Reduction (TPR), Scanning Electron Microscopy with X-ray microanalysis (SEM/EDS), BET specific area and pore distribution. The characterization confirms the presence of copper on the support surface, concluding that the ion exchange technique was adequate in the catalyst synthesis. For the reaction test, an oxychlorination bench scale unit was employed. The tests were carried at 673 and 773 K. The results showed the influence of temperature and catalyst copper content on the oxychlorination of methane reaction / Catalisadores do tipo CuCl2 suportados em s?lica, utilizados na convers?o do metano via oxiclora??o, foram sintetizados pelo m?todo de troca i?nica em meio b?sico, usando um complexo amoniacal de cobre, com cargas met?licas nominais de 3 e 6% de cobre. Os materiais foram caracterizados por: termogravimetria (TG), fluoresc?ncia de raios X (FRX), redu??o ? temperatura programada (RTP), microscopia eletr?nica de varredura com espectroscopia dispersiva de el?trons (MEV-EDS) e determina??o da ?rea especifica e volume de poro pelo M?todo BET. Os resultados das caracteriza??es indicavam a presen?a de cobre na superf?cie do suporte mostrando que o processo de impregna??o via troca i?nica foi adequado na s?ntese do catalisador. No teste catal?tico reacional foi utilizada uma planta de oxiclora??o, em escala de laborat?rio. Os experimentos catal?ticos foram avaliados nas temperaturas de 673 e 773 K. Os resultados obtidos mostraram influ?ncia da temperatura e teor de cobre dos catalisadores na rea??o de oxiclora??o do metano

A injeÃÃo de Ãgua do mar em poÃos de petrÃleo para recuperaÃÃo do Ãleo à o mecanismo mais empregado nas unidades de produÃÃo. Entretanto esse mÃtodo provoca a formaÃÃo de incrustaÃÃo, devido à incompatibilidade salina com a Ãgua de formaÃÃo do poÃo. A deposiÃÃo de sais reduz a produtividade dos poÃos e causa entupimento das linhas de produÃÃo, aumentando, assim, os custos com manutenÃÃes corretivas. A fim de reduzir esses danos utiliza-se a tÃcnica squeeze de injeÃÃo de inibidor de incrustaÃÃo, na qual o anti-incrustante à adsorvido na superfÃcie da formaÃÃo rochosa evitando a formaÃÃo dos cristais. Com isso, a fim de compreender o mecanismo de retenÃÃo do inibidor na rocha realizou-se estudos de adsorÃÃo em leito fixo utilizando uma rocha do tipo arenÃtica desagregada, com diÃmetro mÃdio de partÃcula igual 605 Âm e um inibidor de incrustaÃÃo comercial. Foram levantados as isotermas de adsorÃÃo/dessorÃÃo de N2 e ensaios de DRX para caracterizar a rocha bem como ensaios de FTIR para determinaÃÃo de uma possÃvel composiÃÃo do inibidor. Os ensaios de adsorÃÃo foram realizados nas temperaturas de 30, 50 e 80ÂC, a uma vazÃo de 0,1 mL/min e variou-se a concentraÃÃo de alimentaÃÃo do inibidor de 1 a 10 mg/mL. Utilizou-se a tÃcnica de Espectroscopia de EmissÃo Ãtica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES) para determinar a concentraÃÃo de inibidor no efluente e construir as curvas de breakthrough e as isotermas. AlÃm disso, foi realizado simulaÃÃo do sistema para estimativa de parÃmetros de transferÃncia de massa. O leito estudado apresentou porosidade de 57% e dispersÃo axial de 0,178 cm2/min. A rocha à constituÃda por Ãxido de silÃcio e as partÃculas apresentaram porosidade de 0,68% e 2,66 g/cm3 de massa especÃfica. O inibidor apresentou fÃsforo na sua composiÃÃo sendo esse monitorado pelo ICP para determinaÃÃo da concentraÃÃo de inibidor na saÃda do leito. Com as isotermas de adsorÃÃo, observou-se que a capacidade mÃxima adsorvida variou de 3 a 28 mg/g. O modelo matemÃtico proposto para simular o sistema trabalhado se ajustou bem aos dados experimentais e foi possÃvel estimar alguns parÃmetros de transferÃncia de massa como coeficiente global de transferÃncia de massa e a tortuosidade mÃdias das partÃculas adsorventes. Observou-se pelos dados obtidos que o inibidor à adsorvido na superfÃcie do sÃlido, pois a partÃcula apresentou baixa porosidade e tortuosidade. / Seawater injection in oilfield is technic used to recover petroleum in production units. However, this method induces scale formation because formations water is incompatible with injection water. The salt deposition reduces oilfield production and induces blocking of production lines, increasing costs with corrective maintenance. To reduce theses damages was used the squeeze technic, where a scale inhibitor is adsorbed in rock surface to avoid crystals formation. With that, to understand the mechanism of inhibitor retention in the rock, was realized studies in bed fixed with particles of sandstone rock, with 605 Âm medium diameter, and scale inhibitor commercial. Isotherms of N2 adsorption/desorption and XDR analyses were realized to characterization of rock and FTIR analyses to determine of composition inhibitor. Tests adsorption were realize at 303, 323 and 353 K, with flow of 0.1 mL/min and at inhibitor concentration 1 to 10 mg/mL. Optical Emission Spectroscopy Inductively Coupled Plasma (ICP-OES) was used to determinate inhibitor concentration in the effluent and build isotherms and breakthrough curves. Furthermore, simulations of the system were realized to estimate mass transfer parameters. The bed showed of 57% porosity and axial dispersion of 0.178 cm2/min. The rock is constituted to silicon oxide and particles showed of 0.68% porosity and density of 2.66 g/cm3. The inhibitor has phosphorus in its composition and this was monitored by ICP to determine the inhibitor concentration at the bed outlet. With adsorption isotherms observed maximum capacity adsorbed was 3 to 28 mg/g. The mathematical model proposed to simulated this system had a good adjusted and was possible estimated some parameters of mass transfer as global mass transfer coefficient of mass transfer and tortuosity of adsorbents. It was observed from the data obtained that the inhibitor is adsorbed on the solid surface, because the particle had low porosity and tortuosity.