Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_AngelaMaria_M.pdf: 5007312 bytes, checksum: ba2bb4511b770ae446d851844647ba88 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Objetivou-se, com o presente trabalho, desenvolver uma sistemática de preparação de inoculo celular de concentração adequada, estudar a influência das condições de preparação de um biocatalisador no comportamento do processo de oxidação do etanol a ácido acético e testar o seu desempenho na fermentação contínua. Dentro deste contexto, realizou-se experimentos envolvendo células do gênero Acetobacter livres e imobilizados em géis hidrofílicos à base de k-carragena, alginato de sódio e pectina cítrica. Os experimento foram conduzidos em frascos agitados e em biorreator de leito fluidizado trifásico não convencional, de geometria cilíndrico-cônica. A estrutura porosa dos suportes foi caracterizada através da permeabilidade de leitos constituídos por partícula de gel. Concluiu-se que tanto a natureza como a preparação da matriz do suporte são muito importantes na atividade e desempenho do biocatalisador. As variáveis envolvidas na imobilização influem conjuntamente no sucesso da fermentação acética, através de fatores físicos, químicos e biológicos. Um compromisso entre elas resultará na otimização do biocatalisador, cujas condições devem ser selecionadas em função da bactéria (muito pequena e pouco resistente à salinidade), aeração (muito intensa), produto (muito ácido) e substrato volátil (etanol). Os experimentos em biorreator demonstraram uma boa estabilidade do biocatalisador e a necessidade do controle eficiente da evaporação do etanol, devido aos elevados níveis de aeração do processo / Abstract: In this work, the effects of biocatalysts preparation conditions on the behavior of ethanol oxidation process to acetic acid were studied and a cellular inoculum preparation method was developed. Experiments involving free and immobilized Acetobacter cells in hydrophilic gels containing k-carrageenan, sodium alginate or citric pectin on their composition were carried out in shaking flasks and in a non-conventional three-phase fluidized bed reactor. The porous structure of gels was evaluate by the permeability of beds composed of gel particles. The kind of support and the matrix preparation conditions affect the biocatalyst activity and stability. Due to physical, chemical and biological factors, the variables involved in the immobilization process simultaneously affect the success of the acetic fermentation. The choice of the immobilization conditions should take into account the bacteria (being too small and having low salinity resistance), the aeration demanded (too large), the reaction product (too acid) and the volatile substrate (ethanol). The tests carried out on the bioreactor showed a good mechanical stability of biocatalyst and need of an ethanol evaporation efficient control, due to high aeration levels in the system / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador : João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:43:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Netto_MariaMarta_M.pdf: 2513643 bytes, checksum: 9728a71ae96bd503f5e652a0e17d4e51 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento dinâmico de um sistema químico contínuo energeticamente integrado, visando o controle do mesmo. Um sistema compreendido por um reator CSTR com reação exotérmica e uma coluna de destilação foi utilizado, sendo o calor produzido no processo reacional empregado como fonte de energia para o refervedor da coluna. O sistema de controle desenvolvido no estudo foi baseado em técnicas clássicas de análise de controle por realimentação. Um modelo de controle típico para destilação contínua e para o reator foi proposto para a avaliação da dinâmica dos sistemas em malha fechada. Para a configuração de controle do sistema reator/coluna integrados energeticamente considerou-se as malhas de controle dos processos individuais. A simulação do sistema integrado foi realizada através do processamento simultâneo das duas unidades, após ser imposta uma perturbação no processo reacional. Assim, foi possível observar o comportamento do processo integrado, avaliando o sistema de controle proposto e a aplicabilidade da técnica de integração energética nos sistemas químicos considerados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vegini_AtilanoAntonio_M.pdf: 2924804 bytes, checksum: 6215000a76ddad3bfd4bdccafa064b01 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Este trabalho consiste na simulação de uma Planta de Monoxido de Carbon (CO), o qual é produzido a partir do coque de petroleo e oxigenio, e é purificado através do uso de metanol resfriado sob alta pressão (Processo Rectisol). A simulação da Planta de CO é realizada com ajuda de um simulador de processos. A escolha do pacote termodinâmico, a predição da eficiência das colunas, e a correção do balanço energético da coluna de absorção, foram algumas das informações necessárias para a simulação. A validade do simulador é analisada através de dados experimentais obtidos de uma Planta Piloto, e dados coletados na própria Planta de CO. Através da simulação é possível realizar o estudo paramétrico, o qual possibilita verificar como as variáveis de processo influenciam a purificação do CO. Como resultado, apresentamos uma configuração de operação para o processo de purificação, que reduz o custo operacional da Planta de CO e atende as exigências de qualidade do produto final / Abstract: This work consists in a simulation of a Carbon Monoxide (CO) Plant, which is produced by petrol coke and oxygen, and it is cleaned throgh the metanol at low temperatura under high pressure (Rectisol Process). The simulation of CO Plant is made with the support of a process simulator. The selection of property method, the prediction about efficiency column, and correction in the energetic balance absortion column, were some of the input information necessary to the simulation. The result of simulation is analysed with expérimentais data obtained from a Pilot Plant, and also from the industrial CO Plant. From the simulation it is possible to realize the parametric study, which becomes possible to verify how the process variables affect the CO purification. As the result of this work, we show a new operation conditions to the purification process, which reduce the production cost of the CO Plant, and not affecting the quality of the final product / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_Aimar_M.pdf: 5619093 bytes, checksum: f339b5f53132a870ec069b7802064b84 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Um novo catalisador de alto desempenho é proposto para a oxidação do etanol a acetaldeído. Os dados experimentais disponíveis são analisados por intermédio de dois mecanismos reacionais distintos. Após a escolha do mecanismo do tipo Temkin a equação da taxa de reação simples que será empregada nas simulações é determinada. Em seguida é desenvolvido um modelo contínuo bidimensional estacionário para o leito catalítico no interior fr um tubo, considerado transferência de calor e massa por dispersão radial e convecção axial. São reunidos todos os elementos necessários à modelagem detalhada do leito, tais como as correlações para cálculo de propriedades físicas de substância pura e os respectivos métodos interpolativos para cálculo das propriedades de mistura, as correlações para estimativa dos parâmetros de transferência de calor e massa, de queda de pressão, e porosidade do leito de partículas esféricas. O modelo resultante é manipulado para a aplicação dos métodos numéricos empregados. Uma adimensionalização das variáveis precede a discretização das equações diferenciais parciais pelo método da colocação ortogonal. Descreve-se a aplicação do método das linhas, uma composição de Colocação ortogonal na radial com integração explícita do tipo Runge-Kutta de quarta ordem na axial. Desenvolve-se um método para cálculo de propriedades médias radiais por quadratura de Gauss-Jacobi... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A new high performance catalyst is proposed to oxidize ethanol to acetaldehyde. The available experimental data are analysed using two different reactional mechanisms. After choosing a Temkin type mechanism, the single reaction rate equation to be used in the simulations is determined. Then,a continuous bidimendional steady-state model for the catalytic bed inside a tube is developed, considering heat and mass transfer by radial dispersion and axial convection. All the elements necessary to the detailed catalytic bed modeling are put together, including the correlations to calculate the pure-component physical properties and the respective mixture-property interpolative calculation methods, the correlations to estimate heat and mass transfer parameters, pressure drop, and the void fraction in packed beds of spheres. The final model is prepared to the application of the employed numerical methods. An adimensionalization of the variables preceeds the discretization of the partial differential equations by an orthogonal collocation method. The application of the method of lines, a combination of an orthogonal collocation method in the radial dimension and an axial integration by an explicit 4th order Runge-Kutta method, is described. Then, a Gauss-Jacobi quadrature based method for the radial mean physical properties calculations is developed. Two computer programs were developed and exploited... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: João Alexandre F.R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T09:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_FlorivalRodriguesde_M.pdf: 2046596 bytes, checksum: 952082625f26b5e5b1eeb716250ca839 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um programa executivo para a simulação de processos químicos complexos, no estado estacionário tipo "black-box", tendo como objetivo a determinação do balanço de massa global para todas as unidades do processo. O programa foi desenvolvido seguindo uma concepção estrutural, que permite uma ampla flexibilidade. podendo ser útil aos mais variados processos existentes na indústria e especialmente para processos em que se verifica a presença de reciclos de produtos. O sistema computacional determina uma sequência básica de operacionalidade, iniciando com a entrada de dados referente a topologia do processo, isto é, os equipamentos e as ligações entre eles, e a partir destes dados, identifica a presença dos reciclos existentes, determina a sequência ótima de cálculo das unidades do processo, acessa os parâmetros das unidades modulares e gerencia a execução dos cálculos. automatizando as iterações até que a tolerância admitida como critério de convergência seja atingida. A forma de gerenciamento permite apagar da memória central de processamento (CPU), as etapas do programa executivo que já foram anteriormente utilizadas e que não mais interessam para a execução das etapas posteriores, cria vários arquivos e coordena o fluxo de informações entre os arquivos e as unidades modulares, o uso destes artifícios de programação, é de grande valia para a otimização da CPU e viabiliza o uso do programa em computadores de pequeno porte. As unidades modulares desenvolvidadas, representam praticamente todos os equipamentos mais comumente presentes em processos químicos. Na biblioteca de módulos estão arquivados as sequintes unidades: REA (Reator), MIT (Misturador), DIV (Divisor de fluxo), TER (Termostato), SEP (Separador), FLASH (Flash), ABSI (Absorvedor Isotérmico), BOMBA (Bomba), COMP (Compressor) e VALV (Válvula) e sendo necessário, é possível criar novas unidades modulares e anexá-las as demais. O pragrama foi desenvolvido para microcomputadores compatíveis com o IBM-PC. A escolha deste tipo de computador é devido ao fato da existência de uma grande quantidade de unidades deste modelo em uso no país, das facilidades da sua aquisição e manuseio, o que torna o programa acessível a um grande número de usuários, e também, uma maior vida útil. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Carol Hollingworth Collins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T23:45:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goetz_CarolinaMaria_M.pdf: 3333033 bytes, checksum: c50e2a8eabffd810aae61bb501a78e71 (MD5) Previous issue date: 1979 / Mestrado

Orientador: Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:43:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kinoshita_Sussumo_M.pdf: 3340872 bytes, checksum: d01f793ff8100a5019bac6c0a51dc20a (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: No presente trabalho foi feito um estudo qualitativo da reação de decomposição do metanol em catalisadores a base de cobre-zinco a pressão atmosférica e a diferentes condições de temperatura e relação molar da alimentação, visando contribuir para um melhor entendimento do mecanismo da reação de síntese do metanol. O metanol foi vaporizado em saturadores e arrastado por um gás inerte ao reator e a sua concentração foi variada pela mudança de temperatura do banho termostático de água que continha os saturadores. A composição da corrente efluente do reator foi determinada por cromatografia gasosa. Os dados obtidos num reator tubular integral de leito fixo, numa faixa de temperatura entre 215-'305 GRAUS'C, mostraram que entre 215-'260 GRAUS'C o metanol se decompõe para forma essencialmente 'H IND. 2' e 'CH IND. 3' 'O' 'O' 'C' 'H' e que entre 260-'305 GRAUS'C há a formação de 'H IND. 2', 'C' 'O', 'C' 'H IND. 2' 'O' e 'C' 'H IND. 3' 'O' 'O' 'C' 'H'. Através de vários ensaios de caracterização física e química, foi determinado a área superficial (BET), bem como foram feitas análises de Raios X, Redução Térmica a Temperatura Programada (TPR), ESCA e Infra-Vermelho, dando um suporte técnico a etapa de preparação do catalisador. A análise dos resultados obtidos mostra que é possível conciliar a obtenção de diversos produtos na composição do metanol com o fato de ambas as reações, a síntese e a decomposição do metanol, ocorrerem através de um mecanismo formado pelos mesmos intermediários, como é imposto pelo princípio da reversibilidade microscópica / Abstract: In the present work a qualitative study was done, concerning the methanol decomposition reaction using copper-zinc based catalysts, under different conditions of temperature and molar feed ratio, aiming to bring some contribution towards a better understanding of the mechanism of the methanol synthesis reaction. Methanol was vaporized in bubblers and carried to the reactor by an inert gas, and its concentration was varied through a change in the temperature of the thermostatic water bath which contained the bubblers. The composition of the reactor?s effluent stream was determined by gas chromatography. The data obtain in a tubular integral fixed-bed reactor, in the 215-'305 DEGREES'C temperature range, show that, between 215 and '260 DEGREES'C methanol decomposes giving essentially 'H IND. 2' and 'C' 'H IND. 3' 'O' 'O' 'C' 'H', and between '260 DEGREES'C and '305 DEGREES'C, 'H IND. 2', CO, 'C' 'H IND. 2' 'O' and 'C' 'H IND. 3' 'O' 'O' 'C' 'H', are formed. Technical support to the catalyst preparation stage, was given through several physical and chemical characterization tests, which included B.E.T., X.R.D., X.P.S., T.P.S. and I.R. An analysis of the results shows that it is possible to conciliate the fact of obtaining several products in the methanol decomposition with the fact that both reactions, synthesis and decomposition occur through a mechanism formed by the same intermediate products, just as it is imposed by the Microscopic Reversibility Principle / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Claudio Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KaskantzisNeto_Georges_M.pdf: 4502184 bytes, checksum: 54d59252e6692b30f8de783dcb4f024e (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: A redução de compostos voláteis orgânicos (VOCs) através da incineração catalítica é estudada em instalação piloto contendo um reator de leito fixo de catalisador de paládio suportado em alumina. Os experimentos com etanol, tolueno, acetona, acetato de etila, n-hexano e a mistura contendo acetona, acetato de etila e n-hexano, diluídos em ar, são conduzidos na faixa de temperatura de 200° - 380°C, vazões de 0,20 - 0,70 'NM POT. 3¿ / min e concentrações de 300 -3000 ppmv de VOC. O efeito da variação de entalpia devido a taxa de reação dos diferentes compostos estudados, é igualado através da definição de uma base energética comum a todos os compostos, permitindo a comparação dos resultados. Os resultados são analisados de forma qualitativa, verificando-se a influência das variáveis operacionais sobre a conversão e, estabelecendo-se a ordem de facilidade de conversão dos VOCs em relação a temperatura de entrada do gás. A análise quantitativa dos resultados é realizada com o modelo adiabático unidimensional utilizando como taxa global de reação, a taxa de transferência de massa dos reagentes da fase fluida para a superfície do catalisador. A eficiência do trocador de calor na recuperação de energia do sistema é determinada para várias condições operacionais. Os resultados mostram que a eficiência na incineração catalítica é superior a 98% para os VOCs e para a mistura em condições de operação adequadas e que a diferença de temperatura entre a máxima atingida e a máxima de operação permite estabelecer compensação para a mudança da atividade catalítica / Abstract: The reduction of volatile organic compound (VOC's) by catalitic incineration was studied in a pilot-scale plant containing a fixed bed reactor constituted with palladium supported in alumina catalyst. The experiments with ethanol, toluene, acetone, ethyl acetate, n-hexane and a mixture formed with acetone, ethyl acetate and n-hexane, diluted in air, was conducted in the range of temperature of 200° -380°C, flow rate of 0,20 - 0,70 'NM POT. 3 / min and concentration of 300 - 3000 ppmv of VOC. The effect of enthalpy variation due rate reaction was equalize by definition of an energetic base, common to alI compounds, which allows to compare the results. The qualitative analysis of results verify the effect of operating parameters on conversion and establish the order compound conversion in relation of reaction rate. The quantitative analysis of results was done with adiabatic model of reator and with global reaction rate assumed as the mass transfer rate of compounds ftom fluid fase to catalyst surface. The efficiency of heat exchanger, which was used to recorver a part of energy introduced in the system,was determined for several operating conditions. The results indicate that catalytic incineration conversion is more than 98% for VOC's and mixture in adequate operation conditions and the maximum temperature observed in the fixed bed allows to compensate activity change of catalyst / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-16T00:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stinghen_AmilcarOdinir_M.pdf: 4984564 bytes, checksum: 9fcee65f098a26aed067eeef7a96778c (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: A análise de flexibilidadee operação de processos químicos constitui uma das partes fundamentais na fase de projeto de plantas químicas. O estudo detalhado da interação existente entre as correntes e as unidades do processo levam ao conhecimento das condições ótimas de operação de maneira a maximizar a performance global da planta. No presente trabalho, a flexibilidadedas plantas químicas é estudada, mediante a utilização de técnicas de simulação não-sequencial em conjunto com técnicas de otimização. Para flexibilizara operação, devem ser avaliados os efeitos externos e internos sobre as variáveis de operação, que poderão acarretar em danos nos equipamentos e prejudicara performance do sistema. A otimização energética de processos químicos, mesmo já integrados com relação aos fluxos de energia, é considerada mediante a utilização da "Metodologia Pinch". Esta metodologia permite propostas de novas estruturas que proporcionam a operação otimizada energeticamente , tornando plantas químicas mais competitivas. A metodologia de análise desenvolvida é aplicada ao processo de produção de ácido sulfúrico, mediante análises locais e globais. As análises locais são feitas nas regiões as quais limitam a performance do processo. Deste modo, procura-se estabelecer as condições ótimas locais que deverão ser consideradas na otimização global da planta / Abstract: The analisys of flexibilityand operation of chemical process istablishes one of the fundamental parts of the chemical plants design stage. The detailed interation study between streams and process units gives knowledgment of the optimal conditions so that it is to maximize the global performance of the plant. In this work, the flexibility of the chemical plants is studied through the utilization of non-sequencial simulation techniques in conjunction with otimization techniques. Is is necessary to evaluate the external and internal effects on the operating variables so that the operation be flexible. On the other hand, they could cause problems in the equipments and lead to low performance. The energetic optimization of chemical process, althrough already energeticaly integrated, is considered through Pinch Methodology analyses. This allows the proposition of new structures which are energeticaly optimized. Thus, the chemical plants can be more competitive. The developed methodology of analysis is applied to the sulphuric acid production process through local and global analyses. The local analyses are made in the regions which limit the process performance. In this way. the optimal local conditions are established which need to be considered in the global optimization of the plant / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-16T01:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spandri_Renato_M.pdf: 3115335 bytes, checksum: 50c6d9203ff08d152a25f8cc5ac43e7b (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: A presente tese consistiu na comparação de dois modelos cinéticos publicados na literatura para representação do processo de desidrogenação de etil-benzeno e produção do monômero estireno. Os modelos de Sheel-Crowe e de Sheppard-Maier foram comparados com dados de literatura e com dados práticos industriais de planta de estireno. Os modelos cinéticos foram empregados em conjunto com equações simplificadas do reator, tendo em vista o método empregado pelos autores na pesquisa dos parâmetros cinéticos. Um programa de computador foi desenvolvido para cálculo do reator de desidrogenação e foi incluído em simulador de processos comercial. Com o simulador de processos foram calculados os demais equipamentos da planta. Verificaram-se melhores resultados com o modelo mais recente e ajustaram-se parâmetros das colunas de destilação para dados de desempenho de unidade industrial. A modelagem permitiu simular a planta completa, tendo-se pesquisado o valor ótimo de variáveis mais importantes para o objetivo de rentabilidade máxima da planta. A otimização foi feita com ajuste estatístico de dados e com método seqüencial de pesquisa para identificação do ótimo global; além disso, foi analisado um caso de otimização com restrição na geração de vapor d¿água. Concluiu-se que o ótimo operacional da planta não corresponde precisamente ao ótimo operacional do reator. A inclusão da seção de recuperação de produtos é importante para determinação das condições de máxima rentabilidade do processo / Abstract: The present thesis involves the comparison between two published kinetic models for the ethylbenzene dehydrogentaion of the styrene monomer production process. Sheel-Crowe¿s and Sheppard-Maier¿s proposals were both used to test literature and proprietary plant data. Kinetic data were used with simplified reactor equations according to the method originally employed employed by authors in the search of model numerical parameters. A computer code was written to perform dehydrogenation reactor calculations and was included in a commercial process simulator. All other plant equipments were simulator evaluated. Better correlations were found with the second model and distillation columns parameters were adjusted to existing plant unit performance. Modelling task enabled the whole plant simulations for the search of the optimum operational point. This one relates to most important variables determination to maximize plant profit. Both statistical and sequential search optimum; an additional steam equipment limited restricted optimization case was analyzed. An important conclusion shows the plant optimum is different of the reactor alone one. The inclusion of product recovery section is essential to determine precisely the maximum profit plant conditions / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química