Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomaz_Edson_D.pdf: 12844889 bytes, checksum: 3a2c4ca1dcf2aaa80c422e96c05065d6 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os fomos rotativos têm tido importantes aplicações em vários processos, especialmente para produção de cimento e incineração de resíduos sólidos perigosos. O Forno rotativo é o tipo de incinerador de resíduos perigosos mais empregado devido a sua capacidade de tratar materiais sólidos com uma ampla faixa de tamanho de partículas e proporcionar uma boa mistura do leito de sólido. Vários trabalhos sobre transferência de calor em fornos rotativos foram publicados com aplicações em engenharia metalúrgica e produção de cimento. Os trabalhos mais importantes foram desenvolvidos por Jenkin and Moles11, Gorog et all 13,14,15 e Silcox e Pershing6. Este último, desenvolveu o modelo mais realístico e constitue o ponto de partida para o presente trabalho. Neste trabalho, desenvolveu-se um modelo matemático para predizer os perfis axiais de temperatura e concentração dentro do forno rotativo e do pós-combustor do incinerador, em estado estacionário e não estacionário. Este modelo difere dos trabalhos anteriores principalmente porque considera a redução do volume do sólido devido à degradação térmica do resíduo, assim como, a combustão em fase gasosa dos compostos voláteis gerados. Além disso, a injeção de resíduo líquido no pós-combustor é permitida. O modelo é unidimensional e considera as trocas radiativas entre zonas imediatamente adjacentes. As correntes de fluxo de massa são divididas em jato ou chama, gás anular e sólido. O forno é dividido axialmente em zonas de iguais comprimentos, onde cada uma das correntes é considerada completamente misturada e caracterizada por uma única temperatura, única composição e única vazão mássica. A combustão dos voláteis oriundos do sólido em fase gasosa é considerada instantânea. A taxa de queima do resíduo é controlada pela transferência de massa dos voláteis a partir do sólido, expressa como taxa de perda de massa do sólido. Dentro de cada zona, o jato ou chama é representado como um cilindro de diâmetro constante e especificado para cada zona. O jato é dividido em três regiões: a região do estabelecimento do jato, a chama e a região pós-chama. Na região de estabelecimento do jato não ocorre combustão ou entrada de gás a partir da região anular. Na região pós-chama não há combustível auxiliar para combustão, mas pode haver a queima de voláteis oriundos do leito de sólido. Na chama, há a entrada de gás proveninente da região anular, cuja taxa é especificada para cada zona. A temperatura da última seção transversal do forno rotativo é calculada e não preestabelecida como nos trabalhos anteriores. As capacidades caloríficas, condutividades térmicas e viscosidades são calculadas levando-se em conta as dependência com a temperatura e a composição. Para resolver as equações de balanço de energia é adotado um procedimento matemático iterativo, e para a simulação numérica é desenvolvido um código FORTRAN. Uma análise de sensibilidade paramétrica é realizada para 21 parâmetros e os efeitos sobre os perfis de temperaturas são analisados, para variações negativas e positivas de 10%. As capacidades caloríficas do gás e do jato resultaram nos maiores efeitos. Devido à enorme variabilidade dos resíduos industriais, é analisada a influência de várias taxas de perda de massa sobre os perfis axiais de temperaturas. O trabalho também inclue a análise dos efeitos das taxa de entrada de gás na chama e da aproximação para a geometria da chama sobre o perfil de temperatura, assim como, um breve estudo sobre a redução do consumo de combustível por duas vias: pré-aquecimento do ar de combustão e enriquecimento com oxigênio / Abstract: Not informed / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Sergio Persio Ravagnani, Lucia H. I. Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:54:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moncao_AnaPaulados_M.pdf: 2013063 bytes, checksum: c53abd549d973c08134f44a47800b23e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, hidrogéis de poli(2-hidroxietil metacrilato) ¿ PHEMA foram preparados por reticulação química, usando N,N¿ metileno ¿ bis ¿ acrilamida como agente reticulante. Hidrogéis de diferentes graus de reticulação foram obtidos variando-se a concentração do reticulante de 0,12% a 3% (p/p). Os filmes de PHEMA obtidos foram caracterizados através de análise de calorimetria diferencial de varredura ¿ DSC, microscopia eletrônica de varredura ¿ MEV e ensaio de tração. Dentre essas análises, o ensaio de tração foi o que mais mostrou as alterações das propriedades dos hidrogéis obtidos. O intumescimento foi estimado a partir da variação ocorrida no peso das amostras quando atingiram o equilíbrio, imersas em água destilada e solução tampão a pH=1, à temperatura ambiente. Observou-se que há influencia do meio externo no intumescimento do hidrogel. Os estudos da difusão foram realizados utilizando-se Rodamina B como espécie difusiva. As análises de difusão foram realizadas a ¿37 GRAUS¿C, em solução tampão de pH=1 e água destilada, pH~7. o coeficiente de difusão do soluto (D) foi calculado através da '2 POT. a¿ lei de Fick. Os dados experimentais obtidos e a elaboração de um modelo matemático permitiram a avaliação do coeficiente de difusão, utilizando-se métodos numéricos iterativos, os resultados obtidos mostraram que há reticulação física na formação do hidrogel de PHEMA, permitindo a sua utilização sem agente reticulante. Com a adição do agente reticulante, observou-se uma significativa alteração do coeficiente de difusão / Abstract: In this work, hydrogels of poly (2 ¿ hydroxyethyl methacrylate) ¿ PHEMA were prepared by chemical crosslinks using N, N¿methylene ¿ bis ¿ acrylamide as the crosslinking agent. Hydrogels with different crosslinking degrees were obtained by varying the crosslinker concentration from 0.12% up to 3.0% (w/w). the films of PHEMA obtained were characterized by differential scanning calorimetry ¿ DSC, scanning electron microscopy ¿ MEV and mechanical properties. The mechanical tensile test was the method of characterization that showed more properties variation of the hydrogels obtained. The swelling was estimated by the variation in the samples weight when they reached the equilibrium, after have been immersed into distilled water and buffer solution at room temperature. It was observed that there is influence of the pH in the hydrogel swelling. The diffusion studies were carried out using Rhodamine B as the diffusive model specimen. The diffusion analysis were conducted at ¿37 GRAUS¿C, in buffer solution at pH=1 and distilled water at pH~7. The Fick¿s Second Law has been used to calculate the solute diffusion coefficient (D). The experimental data obtained and the mathematical model elaborated permited the evaluation of diffusion coefficient using iterative numerical methods. The results obtained have shown that there is physical crosslinking in the PHEMA hydrogel formation, so its utilization without crosslinker was permited. A significative variation of the diffusion coefficient was observed when the crosslinking agent was added. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: João Frederico A. C. Meyer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bernardes_Mateus_M.pdf: 2439026 bytes, checksum: 665f76c0d359c6a0bb45d5d3dfa1217d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Marcio Luiz de Souza-Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:24:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AlexandreMarconideSouzada_M.pdf: 847784 bytes, checksum: 7bc8fb092d72a04962a7f74ea4c89e9e (MD5) Previous issue date: 1998 / Mestrado

Orientador: Denis Jose Schiozer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guedes_SolangedaSilva_D.pdf: 13102319 bytes, checksum: e8ce55e85a643438e655bad9ce693bd9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os avanços atuais na área de caracterização de reservatórios são capazes de fornecer descrições de reservatórios que resultam em malhas de discretização com centenas de milhares a dezenas de milhões de blocos. Durante a simulação numérica de fluxo multifásico, estas informações podem ser consideradas através de técnicas de mudança de escala. O procedimento usual considera pseudo-funções multifásicas e o método proposto por Kyte e Berry (1975) é largamente utilizado. Esta tese apresenta um modelo computacional multiescala para fluxo multifásico que trata o processo de mudança escala de forma implícita e sem o uso das pseudo-funções. Na metodologia proposta, urna seqüência de problemas locais são resolvidos em subdomínios da malha fina, obtendo assim urna melhor aproximação na malha grossa, mas com um custo computacional menor do que a resposta da malha fina. A principal vantagem deste novo procedimento de mudança de escala é tomar tal tarefa um processo implícito durante a etapa de solução do problema, contornando alguns problemas de ordem prática durante aplicações das pseudo-funções tradicionais. Os resultados apresentados tratam problemas bidimensionais em meios homogêneos e heterogêneos e duas fases: óleo e água. Alguns exemplos são utilizados para comparar este procedimento e o programa PSEUDO, um módulo de mudança de escala baseado em pseudo-funções e disponível no simulador comercial ECLIPSE / Abstract: Advances in petroleum reservoir descriptions have provided an amount of data that can not be handled directly during numerical simulations. This detailed geological information must be incorporated into a coarser model during multiphase fluid flow simulations by means of some upscaling technique. The most used approach is the pseudo relative permeabilities and the more widely used is the Kyte and Berry method (1975). In this work, it is proposed a multi-scale computational model for multiphase tlow that implicitly treats the upscaling without using pseudo functions. By solving a sequence of local problems on subdomains of the refined scale it is possible to achieve results with a coarser grid without expensive computations of a fine grid model. The main advantage of this new procedure is to treat the upscaling step implicitly in the solution process, overcoming some practical difficulties related the use of traditional pseudo functions. Results of bidimensional two phase flow simulations considering homogeneous and heterogeneous porous media are presented. Some examples compare the results of this approach and the commercial upscaling program PSEUDO, a module of the reservoir simulation software ECLIPSE / Doutorado / Doutor em Engenharia de Petróleo

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perioto_FabianoRomero_M.pdf: 2598126 bytes, checksum: 3dc3c43bc391145773afca1ccf1f5e4d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o presente trabalho representa urna contribuição à síntese do processo de destilação azeotrópica, o qual é utilizado para a separação de misturas líquidas com comportamento nãoideal, englobando a modelagem de coluna de destilação azeotrópica trifásica no estado estacionário. Os seguintes desenvolvimentos fazem parte desta tese: . Modelagem e Simulação de Separadores Simples Trifásicos : desenvolvimento da modelagem e simulação de separadores simples para sistemas multicomponentes, à temperatura e pressão fixas, englobando cálculos de equilíbrios líquido-líquido, líquidovapor e líquido-líquido-vapor, além de possibilitar também cálculos de pontos de bolha multifásicos. Esta metodologia é aplicável à caracterização terrnodinâmica de sistemas multicomponentes através das superficies de equilíbrio, sendo totalmente independente do fornecimento de estimativas iniciais; . Metodologia de Cálculo de Azeótropos Homogêneos e Heterogêneos para Sistemas Multicomponentes : desenvolvimento de nova metodologia de cálculo de pontos de azeotropia para sistemas multicomponentes englobando os casos homogêneos e heterogêneos. Esta metodologia é totalmente independente do fornecimento de.estimativas iniciais. Tal ferramenta é de suma importância na escolha de processos de separação adequados, particularmente orientando a escolha de solventes para a destilação azeotrópica; . Modelagem e Simulação de Colunas de Destilação Azeotrópica: desenvolvimento da modelagem e simulação de colunas de destilação azeotrópica aplicadas à separação de misturas multicomponentes, possibilitando o cálculo de equilíbrio líquido-líquido-vapor nos estágios internos da coluna. O programa apresenta urna metodologia de geração de estimativas dos perfis das variáveis de interesse e posterior identificação das regiões de equilíbrios líquido-líquido e líquido-líquido-vapor a partir do emprego de simuladores cOmerCiaIs / Abstract: This work represents a contribution to the synthesis of azeotropic distillation process, that is used to the separation of non-idealliquid mixtures, with the modelling of Steady-State Three-Phase Azeotropic Distillation Column. The following developments were carried out in this thesis: . Modelling and Simulation of Three-Phase Flash: development of the modelling and simulation of Three-Phase Flash to multicomponent systems, at fixed temperature and pressure, with liquid-liquid, liquid-vapor, liquid-liquid-vapor equilibrium calculations and multiphase bubbIe point calcuIations. This methodology is applicable in the thermodynamic characterization of the multicomponent systems through equilibrium surfaces, being totally independent of the initial estimates suppIy; . Methodology of Calculation of Heterogeneous and Homogeneous Azeotropes for MuIticomponent Systems: development of a new methodology of azeotropes calculations to multicomponents systems, with homogeneous and heterogeneous cases, independently of initial estimates supply. This tool is. very important for choosing adequate separation processes, especially to guide the choice of solvents to the azeotropic distillation application; . Modelling and Simulation of Azeotropic Distillation Columns: development of the modelling and simulation of the azeotropic distillation columns applicabIe to multicomponent systems separation, enabling the liquid-liquid-vapor equilibrium calculation in the internal stages of the column. The program presents a methodology to generation of estimates to the profiles of the interest variables and identification of the liquid-liquid and liquid-liquid-vapor equilibrium regions through commercial simulators / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_JoseJailsonNicacio_D.pdf: 8337754 bytes, checksum: 677214454b8c1e6f9d55d01e7142949e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Reatores de Leito Fluidizado Circulante são bastante utilizados na industria química e petroquímica, principalmente em processos de craqueamento catalítico e de combustão. A simulação numérica é ferramenta indispensável para o desenvolvimento e otimização destes reatores. Neste trabalho, um modelo fluidodinâmico baseado no modelo de dois fluidos, no qual o gás e as partículas são tratados como fases contínuas e totalmente interpenetrantes, foi utilizado na simulação da fluido dinâmica de reatores de leito fluidizado circulante. Analisa-se a sensibilidade do modelo fluido dinâmico com relação a parâmetros da teoria cinética do escoamento de materiais granulares. Analisa-se também o efeito do termo de transferência de energia cinética turbulenta entre as fases gasosa e particulada na fluidodinâmica. Utiliza-se o modelo de turbulência k-epislon para estimativa dos coeficientes de transporte da fase gasosa. Para a fase particulada, o modelo invíscido, o modelo newtoniano com viscosidade obtida experimentalmente (da literatura) e o modelo cinético do escoamento de materiais granulares (KTGF) foram utilizados e os resultados analisados. No modelo cinético do escoamento de materiais granulares os coeficientes de transporte dependem da temperatura granular, para a qual tem-se uma equação de conservação. A temperatura granular depende de parâmetros da teoria cinética do escoamento de materiais granulares e da sua condição de entrada. Os resultados comprovam que as partículas tendem a concentrarem-se nas regiões de menor temperatura granular e também mostram uma sensibilidade do modelo a estes parâmetros, mais fortemente aos coeficientes de restituição partícula-partícula e partícula-parede. Mostraram ainda que o termo de transferência de energia cinética do movimento flutuante é importante em sistemas com recirculações internas. O método dos volumes finitos com arranjo colocalizado foi utilizado na discretização do modelo. A solução foi obtida iterativamente resolvendo-se linha por linha com TDMA (Tri-Diagonal Matrix Algorithm). Com relação ao método numérico, mostra-se. que a interpolação do momentum e não da velocidade propriamente dita, para o cálculo das velocidades da fase particulada, nas faces do volume de controle, elimina as oscilações numéricas observadas para o caso de interpolação das velocidades no cálculo dos fluxos nas faces / Abstract: Circulating Fluidized Bed (CFB) reactors are used in a variety of industrial applications especially related to combustion and catalytic cracking. The fluid dynamic prediction of CFB is fundamental in its development and optimisation. In this work, a computer code for the simulation of the fluid dynamics of Circulating Fluidized Bed Reactors was developed. The Finite Volume Method was used to make the discretization of the mathematical model. The fluid dynamic model is based on the two fluid model, in which both the gas and particle phases are considered to be continuos and fully interpenetrating. With relation to mathematical model of CFB reactors, the sensitivity of the model to parameters of the Kinetic Theory of Granular Flows was analyzed. The effect of the turbulence transfer between the gas and particle phases was also analyzed. The k-Epsilon turbulence model, modified to consider the presence of the particle phase, was used to calculate the effective viscosity of the gas phase. Since there is no consensus about the effective stresses in the particle phases, the inviscid model, the Newtonian fluid model with experimentally obtained viscosity constant and the model of the emerging kinetic theory of granular flows (KTGF) have been used to simulate the fluid dynamics of the CFB reactors and the results were analysed. In the kinetic theory of granular flows the particle phase transport coefficients are dependent on the granular temperature, which intern has a transport equation. The granular temperature depends on parameters of the kinetic theory and also of the inlet conditions. The results confirm that the particles tends to concentrate in the regions of lower granular temperature, also showing a high sensitivity of the model to the parameters of the kinetic theory of granular flows, especially to the particle-particle and particle-wall coefficients of restitution. Further analyses showed that the interface turbulence transfer is very important for systems with high particle concentration and internal recirculations. With relation to the numerical method, in order to calculate the particle velocities at the faces of the control volumes, the results show that numerical oscillations are present when the calculation is carried out using linear interpolation of the particle phase velocities, in the collocated grid. The results also show that the numerical oscillation is eliminated by calculating the particle phase velocities at the faces of the control volumes by interpolating the particle phase momentum. The results were obtained by using a computer code developed by the authors. The finite volume method with the collocated grid, the hybrid interpolation scheme, the false time step strategy and the SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) algorithm were used to obtain the numerical solution / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T01:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezSilverio_RodolfodeJesus_D.pdf: 11961114 bytes, checksum: 2666162185ce602e6b5a31eb7154c9db (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O presente trabalho procura obter uma detalhada simulação numérica de uma máquina de produção de gelo em escamas que opera sob um ciclo de absorção utilizando o par água - amónia. Com este objetivo é apresentado um modelo matemático que engloba os fenômenos termodinâmicos, de transferência de calor e de mecânica dos fluidos. Tal modelo constitui-se numa importante ferramenta para análise e posterior aperfeiçoamento do sistema. E apresentado primeiramente um modelo em regime permanente que ajuda a entender e aprofundar os processos que transcorrem em cada componente, e como estes afetam a operação e o desempenho da instalação global. Em segundo lugar é elaborado o modelamento do evaporador em sua operação transitória. Em terceiro rescreve-se a simulação do sistema para incluir o modelo da operação em regime transitório de cada componente. Ao serem acoplados o segundo e o terceiro modelos é efetuada a simulação dinâmica do sistema. Ambos modelamentos, permanente e transiente, fornecem os principais parâmetros de operação do sistema em função das caraterísticas construtivas da máquina e das variáveis externas tais como temperatura de bulbo úmido e pressão do vapor de aquecimento / Abstract: The present work searches for a detailed numerical simulation of an scale ice-maker operating on an absorption cycle using the pair water - ammonia. With such aim a mathematical model was constructed embodying thermodynamics, heat transfer and fluid mechanics phenomena. Such model turns to be an important tool for analysis and development of the system. Firstly a steady state model is presented that helps understanding the processes going on each component and how those affect the operation and performance of the whole installation. Secondly the transient model of the evaporator is developed. Third the whole system simulation is rewritten to include models of the transient regime operation of each component. By coupling the second and the third models the dynamic simulation of the system is built. Both steady state and transient modeling provide the main operating parameters of the system as function machine constructive characteristics and of the external variables such as wet bulb temperature and heating steam pressure / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Alvina Krahenbuhl / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romanielo_LucienneLobato_D.pdf: 6218244 bytes, checksum: 4a4eceb296a4d09e4e32e9931a8e1645 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Objetivando-se elucidar a relevância das principais variáveis do fenômeno, tais como as interações sólido-fluido e fluido-fluido, a heterogeneidade do sólido e o tamanho relativo das moléculas, sobre a capacidade preditiva de modelos para a predição do equilíbrio na adsorção, realizou-se um estudo comparativo de modelos fundamentados na termodinâmica clássica e estatística, quanto à predição da adsorção de misturas gasosas a partir de dados de isoterma dos componentes puros. Os seguinte modelos foram selecionados: Solução de Vazios, Estatístico Simplificado, de Ocupação de Múltiplos Sítios e de Fluido Bidimensional para superfícies heterogêneas. Afim de avaliar o efeito da heterogeneidade energética do sólido na capacidade preditiva de um modelo, utilizou-se a hipótese de superfície "patchwise" para estender o Modelo de Ocupação de Múltiplos Sítios a superfícies heterogêneas, sendo testadas as funções de distribuição de probabilidade de Gauss assimétrica e uniforme. O efeito do tamanho relativo das moléculas adsorvidas foi avaliando comparando-se o desempenho dos modelos de Ocupação de Múltiplos Sítios e de Fowler-Guggenheim, em ambas as formas homogênea e heterogênea, pois o primeiro modelo recai no segundo quando a hipótese de ocupação de mais de um sítio por molécula é relaxada. Os modelos foram testados em sistemas onde a diferença de tamanho é significativa. A partir do estudo da sensibilidade do modelo de Ocupação de Múltiplos ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The aim of this work is to investigate the relative importance of some adsorption parameters such as: adsorbate-adsorbent interaction; adsorbate-adsorbate interaction, surface heterogeneity and the relative size of mo1ecules, over the availability of models to predict the adsorption behavior in equilibrium. Initially, a comparative study about the ability of some models, based on Classical and Statistical thermodynamics, to predict gas adsorption mixtures, using only pure isotherm component data, was done. The chosen models were: Vacancy Solution Model, Simplified Statistical Model, an MuIti-Site Occupancy Model and a Two-Dimensional Fluid Model to heterogeneous surfaces. The solid heterogeneity effect was tested. The patchwise theory was used to extend the Multi-Site Occupancy Model to heterogeneous surfaces. Two distribution function were used: the assymetric Gauss distribution and the uniform distribution. The effect of molecules relative size was tested by comparison between the Multi-Site Occupancy Model and the Fowler-Guggenheim Model in homogeneous and heterogeneous form. These models were tested in many mixtures that show large molecular size difference. A new role to calculate the cross interaction adsorbate-adsorbate parameter was proposed to be applied at the Multi-Site Ocupancy Model. The new rule uses some pure component parameters, as the Henry's constant and the molecule size to weigh the pure adsorbate-adsorbate parameter. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T20:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioRibeiroCamposda_D.pdf: 4466659 bytes, checksum: f306f5a6d60de7f1d8f2a3acd22d8658 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: As inulinases são enzimas com grande potencial comercial, pois atuam hidrolisando a inulina e gerando produtos importantes para a indústria de alimentos, tais como frutose e oligômeros de frutose. A separação e purificação dessas enzimas, com eficiência e custos compatíveis, é de grande importância para o desenvolvimento de técnicas e protocolos de adsorção que possam otimizar e que permitam a ampliação de escala da operação. Este trabalho tem como objetivo dar uma contribuição à utilização de técnicas experimentais e de modelagem matemática no estudo da adsorção de enzimas do tipo inulinases em resinas trocadoras de íons. No presente trabalho são determinados os parâmetros característicos de equilíbrio e da cinética de adsorção, realizando-se experimentos em tanques agitados contendo adsorventes CM- Sepharose CL-6B e Accel Plus QMA, permitindo convalidar os modelos de difusão do sorbato na superfície e nos poros do sólido com os dados experimentais. Realizou-se experimentos de saturação dos adsorventes em coluna de leito expandido com a resina Accell Plus QMA e também operações em leito fixo sobre os dois adsorventes, baseando-se no método de cromatografia por análise frontal, com uma mistura comercial de inulinases Fructozyme®. Utilizando-se um modelo matemático completo, no qual são consideradas a dispersão axial e a resistência à transferência de massa, foram obtidos os parâmetros através da solução numérica das equações do balanço de massa com uso do método de colocação ortogonal associado ao método de otimização não-linear multivariável para obtenção dos coeficientes otimizados de transferência de massa e dispersão axial. Os valores médios dos coeficientes foram 0,633 10-7 m2.s-1 e 0,10 10-8 m.s-l em inulinases­ CM-Sepharose CL-6B e 0,747 10-7 m2.s-1 e 0,258 10-8 m. S-I em inulinases-Accell Plus QMA. As enzimas foram identificadas com massa molecular de 80 kDa (exo-inulinase) e 63 kDa ( endo-inulinase) após filtração em gel Sephacryl S 100 HR / Abstract: The inulinases are enzymes with great commercial potencial, as they hydrolise inulin producing important products for the food industry such as fructose and fructose oligomeres. The separation and purification of these enzymes, with efficiency and compatible costs, is of great importance to the development of adsorption techniques and protocols which may optimize and amplify the operation. The objective of this work is to contribute to the improvement of the experimental techniques and mathematical modeling in the adsorption study of the inulinase enzymes on ion-exchange resins. In this work the characteristic equilibrium and adsorption kinetics parameters are determined via experiments in stirred tanks containing CM-Sepharose CL-6B and Accel Plus QMA adsorvents, allowing a good agreement between models of diffusion of sorbate on the surface and in the pores of the solid with the experimental data. Saturation experiments were made in expanded bed column with Accell Plus QMA resin and fixed bed with the two adsorvents, based on frontal analysis chromatography with a commercial mixture of inulinases-FructozymeTM. Using a complete mathematical model, where axial dispersion and resistence to mass transfer are considered, the parameters were obtained by numerical solution of the mass balance equation using the orthogonal colocation method associated with the non-linear multivariable optimization method for the obtention of the optimized mass transfer and axial dispersion coefficients. The medium values of coefficients were 0,633 1O-7m2.s-1 and 0,10 10-8 m.s-l in inulinases-CM-Sepharose CL-6B 0,747 1O-7m2.s-1 and 0,258 10-8 m.s-l in inulinases-Accell Plus QMA. The enzymes were characterised with molecular weight in 80 kDa (exo-inulinase) and 63 kDa (endo­inulinase) after gel filtration in Sephacryl S 1OO HR / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química