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Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-02-16T12:31:52Z No. of bitstreams: 1 Marcelo Estima Seabra Magalhaes.pdf: 1178529 bytes, checksum: dea80e3fc907fcbbe8eccee0a9c004b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T12:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Estima Seabra Magalhaes.pdf: 1178529 bytes, checksum: dea80e3fc907fcbbe8eccee0a9c004b5 (MD5) Previous issue date: 2004-02-16 / Marine shrimp in Brazil has grown very fast in the last years due to adoption of new technologies applied to the activity. One of these refers to the use of nursery tanks to post larvae acclimation from the hatcheries. These nursery tanks have the advantage to reduce the culture time, increasing the ponds rotativity and consequently increasing the production. So, this work was done in order to evaluate the productivity of a marine shrimp culture through a three phases model with the use of primary and secondary nursery tanks, and growout pond without aeration. The experiment was held at Boqueirão da Ilha Farm Ltd (Lat 7º45’16.5” South; Long. 34º52’20.6” West), located at Itamaracá island, 60 Km far from Recife-PE. It was utilized a primary nursery tank (TBP), two secondary nursery tanks (TBS) and a 7000m2 growout pond. In the culture it was utilized Litopenaeus vannamei post larvae (0.001g) in the first phase with culture time of 25-30 days, which were transferred to the second phase (0.15g) where remaining for more 30 days and finally, with 2.34 g, were transferred to the growout pond, where remained for more 50-60 days to reach to market size. The tanks and pond were previously preparedwith nitrate sodium and sodium enriched with phosphorus in a quantity of 11g/m2 and 8.6g/m2, respectively. In the first phase the shrimp feeding was done with a 40 and 35% crude protein pelleted commercial ration, and this last one was used to the following phases. In the primary nursery tank, the weight gain (WG), specific growth rate (SGR) and survival (S) were 4.73mg/day, 9.77%/day and 88.56%, respectively. In the second phase the WG, SGR and S were 71.67mg/day, 9.10 %/day and 63.34%, respectively. In growout pond the WG, SGR and S were 147mg/day, 3.12%/day and 66.21%, respectively, obtaining shrimps with 11g of average weight. This system provided a 50-60 days growout phase, obtaining shrimp with 10-12g, reaching five culture cycles per year and a productivity in about 6.735Kg/ha/yr. The utilization of the three phase’s systems represents a new technology in order to optimize the pond growout areas. / A carcinicultura marinha no Brasil, tem mostrado extraordinários avanços nos últimos anos, devido à utilização de tecnologias inovadoras que vem sendo sucessivamente aplicadas à atividade. Uma dessas, diz respeito à utilização de tanques berçários para adaptação de pós-larvas oriundas dos laboratórios de larvicultura. Estes tanques berçários têm a vantagem de reduzir o tempo de cultivo, aumentando a rotatividade dos viveiros e conseqüentemente incrementando a produção. Sob este enfoque, o presente trabalho foi realizado com objetivo de avaliar a produtividade em um cultivo de camarões marinhos, através de um modelo trifásico, com uso de tanques berçários primário e secundários, e viveiro de engorda sem aeração. mediante duas repetições. O experimento foi realizado na Fazenda Boqueirão da Ilha Ltda (Lat. 7º45’16,5”Sul; Long. 34º52’20,6” Oeste), localizada na Ilha de Itamaracá, que dista 60km de Recife-PE. Foram utilizados um tanque berçário primário (TBP), dois tanques berçários secundários (TBS) e um viveiro de engorda (VE) de 7000m². No cultivo foi utilizado pós-larvas (PL19) com 0,007g de Litopenaeus vannamei, na primeira fase com duração de 25-30 dias, as quais foram transferidas para segunda fase (0,15g) onde passaram mais 30 dias, e finalmente com 2,34g passaram para a terceira fase, onde permaneceram por 50-60 dias, atéatingirem o tamanho comercial. Os ambientes de cultivo foram previamente fertilizados com Nitrato de Sódio puro e enriquecido com Fósforo, em quantidades de 11g/m² e 8,6g/m², respectivamente. Na primeira fase a alimentação dos camarões foi efetuada com ração comercial contendo 40 e 35% de proteína bruta, sendo esta última utilizada para as fases seguintes. No tanque berçário primário, o ganho de peso médio (GP), a taxa de crescimento específico (TCE) e a sobrevivência (S) foram de 4,73 mg/dia, 9,77%/dia e 88,56%, respectivamente. Na segunda fase, o GP, TCE e S foram 71,67mg/dia, 9,10%/dia e 63,34%, respectivamente. No viveiro de engorda, o GP, TCE e S foram 147mg/dia, 3,12%/dia e 66,21%, respectivamente, obtendo-se camarões com 11g de peso médio. Esse sistema proporcionou uma fase de engorda com 50-60 dias de permanência no viveiro, obtendo-se camarão com peso de 10-12 g, que possibilita a obtenção de 5 ciclos anuais, e uma produtividade estimada da ordem de 6.735kg/ha/ano. O sistema de cultivo trifásico pode representar uma nova tecnologia que busca otimizar o aproveitamento das áreas de engorda de camarões.

Um software de modelagem de especiação geoquímica é responsável pelo cálculo da distribuição das espécies dissolvidas entre solutos e complexos aquosos, e também computar os índices de saturação para diferentes minerais. Neste trabalho nós apresentamos SHPECK, um software desenvolvido para modelar sistemas de equilíbrio geoquímico usando condições de balanço de massa baseadas no conceito da lei de fases (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK gera um sistema de equações de ação de massa acopladas com restrições de equilíbrio e resolve com a utilização do método se Newton-Raphson. Nosso software aceita qualquer combinação de elementos, espécies e reações, permitindo ao usuário criar diferentes ambientes de simulação e, portanto, controlar qualquet aspecto e configuração do modelo. SHPECK contém uma interface de interação com o usuário e também um banco de dados estruturado que controla todo o gerenciamento dos dados termodinâmicos utilizados para a modelagem geoquímica. Aliado a isso, apresentamos também os conceitos básicos necessários para compreenção da modelagem geoquímica seguida por uma revisão de opções de software disponíveis para modelagem geoquímica. Para finalizar, fizemos uma validação do SHPECK através da modelagem de um sistema de reações diagenéticas observadas em um reservatório asiliclástico e realizamos um estudo comparativo dos resultados do SHPECK com outros software disponíveis. Também para validação, realizamos uma avaliação de tempo de acesso ao banco de dados e pode-se notar um aumento de performance considerável através do uso de um banco de dados relacional comparando-se aos approaches existentes. / A geochemical speciation modeling software is responsible for calculating the distribution of dissolved species between solutes and aqueous complexes, and also computes saturation indexes for different minerals. In this work we introduce SHPECK, a software program developed to model geochemical equilibrium systems using the mass-balance conditions based on the phase rule concept (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK composes a system of mass-action equations coupled with equilibrium constraints and solve using Newton-Raphson method. Our software accepts any general combination of elements, species, and reactions, allowing the user to create different environments, simulations and, therefore, fully control any aspect and configuration of the model. It provides an interactive user interface as well as the support of a builtfrom- the-ground database structure that handles the management of the whole thermodynamic data used for the geochemical modeling. Also, we present the basic concepts for geochemical modeling followed by a computer science based review about the available geochemical modeling software. Finally, we validate SHPECK by modeling the diagenetic reactions observed in asiliciclastic reservoir and by performing a comparative study with other modelling software package. In addition to this, a database comparison was addressed and the results demonstrate a substantial improvement on the performance by the use of the SHPECK’s relational database comparing to the existent approaches.

Um software de modelagem de especiação geoquímica é responsável pelo cálculo da distribuição das espécies dissolvidas entre solutos e complexos aquosos, e também computar os índices de saturação para diferentes minerais. Neste trabalho nós apresentamos SHPECK, um software desenvolvido para modelar sistemas de equilíbrio geoquímico usando condições de balanço de massa baseadas no conceito da lei de fases (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK gera um sistema de equações de ação de massa acopladas com restrições de equilíbrio e resolve com a utilização do método se Newton-Raphson. Nosso software aceita qualquer combinação de elementos, espécies e reações, permitindo ao usuário criar diferentes ambientes de simulação e, portanto, controlar qualquet aspecto e configuração do modelo. SHPECK contém uma interface de interação com o usuário e também um banco de dados estruturado que controla todo o gerenciamento dos dados termodinâmicos utilizados para a modelagem geoquímica. Aliado a isso, apresentamos também os conceitos básicos necessários para compreenção da modelagem geoquímica seguida por uma revisão de opções de software disponíveis para modelagem geoquímica. Para finalizar, fizemos uma validação do SHPECK através da modelagem de um sistema de reações diagenéticas observadas em um reservatório asiliclástico e realizamos um estudo comparativo dos resultados do SHPECK com outros software disponíveis. Também para validação, realizamos uma avaliação de tempo de acesso ao banco de dados e pode-se notar um aumento de performance considerável através do uso de um banco de dados relacional comparando-se aos approaches existentes. / A geochemical speciation modeling software is responsible for calculating the distribution of dissolved species between solutes and aqueous complexes, and also computes saturation indexes for different minerals. In this work we introduce SHPECK, a software program developed to model geochemical equilibrium systems using the mass-balance conditions based on the phase rule concept (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK composes a system of mass-action equations coupled with equilibrium constraints and solve using Newton-Raphson method. Our software accepts any general combination of elements, species, and reactions, allowing the user to create different environments, simulations and, therefore, fully control any aspect and configuration of the model. It provides an interactive user interface as well as the support of a builtfrom- the-ground database structure that handles the management of the whole thermodynamic data used for the geochemical modeling. Also, we present the basic concepts for geochemical modeling followed by a computer science based review about the available geochemical modeling software. Finally, we validate SHPECK by modeling the diagenetic reactions observed in asiliciclastic reservoir and by performing a comparative study with other modelling software package. In addition to this, a database comparison was addressed and the results demonstrate a substantial improvement on the performance by the use of the SHPECK’s relational database comparing to the existent approaches.

Um software de modelagem de especiação geoquímica é responsável pelo cálculo da distribuição das espécies dissolvidas entre solutos e complexos aquosos, e também computar os índices de saturação para diferentes minerais. Neste trabalho nós apresentamos SHPECK, um software desenvolvido para modelar sistemas de equilíbrio geoquímico usando condições de balanço de massa baseadas no conceito da lei de fases (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK gera um sistema de equações de ação de massa acopladas com restrições de equilíbrio e resolve com a utilização do método se Newton-Raphson. Nosso software aceita qualquer combinação de elementos, espécies e reações, permitindo ao usuário criar diferentes ambientes de simulação e, portanto, controlar qualquet aspecto e configuração do modelo. SHPECK contém uma interface de interação com o usuário e também um banco de dados estruturado que controla todo o gerenciamento dos dados termodinâmicos utilizados para a modelagem geoquímica. Aliado a isso, apresentamos também os conceitos básicos necessários para compreenção da modelagem geoquímica seguida por uma revisão de opções de software disponíveis para modelagem geoquímica. Para finalizar, fizemos uma validação do SHPECK através da modelagem de um sistema de reações diagenéticas observadas em um reservatório asiliclástico e realizamos um estudo comparativo dos resultados do SHPECK com outros software disponíveis. Também para validação, realizamos uma avaliação de tempo de acesso ao banco de dados e pode-se notar um aumento de performance considerável através do uso de um banco de dados relacional comparando-se aos approaches existentes. / A geochemical speciation modeling software is responsible for calculating the distribution of dissolved species between solutes and aqueous complexes, and also computes saturation indexes for different minerals. In this work we introduce SHPECK, a software program developed to model geochemical equilibrium systems using the mass-balance conditions based on the phase rule concept (GARRELS; CHRIST, 1965). SHPECK composes a system of mass-action equations coupled with equilibrium constraints and solve using Newton-Raphson method. Our software accepts any general combination of elements, species, and reactions, allowing the user to create different environments, simulations and, therefore, fully control any aspect and configuration of the model. It provides an interactive user interface as well as the support of a builtfrom- the-ground database structure that handles the management of the whole thermodynamic data used for the geochemical modeling. Also, we present the basic concepts for geochemical modeling followed by a computer science based review about the available geochemical modeling software. Finally, we validate SHPECK by modeling the diagenetic reactions observed in asiliciclastic reservoir and by performing a comparative study with other modelling software package. In addition to this, a database comparison was addressed and the results demonstrate a substantial improvement on the performance by the use of the SHPECK’s relational database comparing to the existent approaches.

In the last decades, miniaturized flow chemistry has promised to bring the benefits of process intensification, continuous manufacturing and greener chemistry to the fine chemical industry. However, miniaturized catalytic processes where gas, liquid, and solids are involved have always been impeded by two main drawbacks: multiphase-flow maldistribution (i.e. gas channeling) and clogging of capillary reactors. In this thesis, first principle models have been used to capture the complexity of multiphase flow in micropacked-bed reactors, which can suffer from poor and unpredictable mass-transfer performance. When the particle size ranges 100 µm in diameter, capillary and viscous forces control the hydrodynamics. Under such conditions, the gas —and not the liquid— flows creating preferential channels that cause poor radial dispersion. Experimental observations from the literature were reproduced to validate a physical-based modeling approach, the Phase Field Method (PFM). This simulation strategy sheds light on the impact of the micropacked-bed geometry and wettability on the formation of preferential gas channels. Counterintuitively, to homogenize the two-phase flow hydrodynamics and reduce radial mass-transfer limitations, solvent wettability of the support needs to be restricted, showing best performance when the contact angle ranges 60° and capillary forces are still dominant. Visualization experiments showed that ultrasound irradiation can also be used to partially fluidized the bed and modify the hydrodynamics. Under sonication, residence time distributions (RTD) in micropacked-bed reactors revealed a two-order-of-magnitude reduction in dispersion, allowing for nearly plug-flow behavior at high gas and liquid flow rates. At a reduced scale, surfaces vibrating with a low amplitude were shown to fluidize, prevent and solve capillary tube blockage problems, which are commonly found in the fine chemical industry for continuous product synthesis. The modeling and simulation strategy used in this thesis, enables a fast prototyping methodology for the proper acoustic design of sonoreactors, whose scale-up was achieved by introducing slits in sonotrodes. In addition, a patent-pending helicoidal capillary sonoreactor has shown to transform longitudinal vibrating modes into radial and torsional modes, pioneering a new range of chemistry able to handle a high concentration of particles. The contributions of this thesis made in the fields of reaction engineering and process intensification have demonstrated how computational methods and experimental techniques in other areas of research can be used to foster innovation at a fast pace.