Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Luiz Schneider.pdf: 569932 bytes, checksum: e3cef119c5d0e4b5c131836c91f0d834 (MD5) Previous issue date: 2008-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study was evaluated the adsorption capacity of phenolics compounds on activated carbon. The carbon used in this work was chemically prepared from coconut shell and presented a surface area of 1181 m2 g-1. We ve done kinetics tests, equilibrium and thermodynamics tests, and also tests to verify the influence of physics and chemicals parameters on adsorption process, using the following phenolics compounds: p cresol, m cresol, phenol and hydroquinone. The data obtained in the equilibrium tests, ambient temperature (27ºC) and natural pH (liquid solution pH) of each compound, was used to adjust the adsorption isotherms. The models used were Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth and Tempkin, being the best model that described the data, in the most of times, Redlich Peterson. The maximum quantity adsorbed of each compound followed the order: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > phenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hydroquinone (Qmáx ≈ 37 mg g-1). The kinetics tests were conducted in order to determinate the equilibrium time and verification of adsorption kinetics behavior of each compound. The equilibrium time for all compounds was 12 hours, but some of them reached the equilibrium before that time. The order of adsorption speed was: phenol (teq = 110 min) > p cresol (teq = 270 min) > m cresol (teq = 500 min) > hydroquinone (teq = 1000 min). Moreover, the kinetics data were adjusted to four models, being them: pseudo first order, pseudo - second order, intraparticle and Bangham. To phenol, the model that showed the best results was the pseudo model second order equation, to the cresols was the Bangham´s model and to the hydroquinone the pseudo second order and intraparticle. The thermodynamics tests were conducted in the following temperatures: 10, 20, 30, 40 and 50ºC and it were verified that adsorption process was exothermic and spontaneous. With thermodynamics data obtained, was possible determinate ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads and to realize the heterogeneity study of activated carbon surface area. Moreover, we did tests to evaluate the pH, carbon mass and initial compound concentration influence on adsorption process. We verified that increasing the pH, the adsorption suffers prejudiced due to compounds dissociation. Increasing the carbon mass, the compound adsorbed quantity increases too, because there are more available sites to the adsorption. And increasing the initial compound concentration, the adsorption is favored because it increases the concentration difference of compound in the fluid and the carbon surface area, besides having more molecules to be adsorbed. In a general view, it was evaluated the capacity of phenol absorption in liquid solution on activated carbon, prepared from coconut shell, justified by the recent society preoccupation about the environment, were the industrial water waste which may contain harmful compounds to it, like phenol. So the studies of more efficient and better relation cost/benefit methods, to the removal of phenol are extremely important. / Neste estudo foi avaliada a capacidade de adsorção de fenóis sobre carvão ativado. O carvão utilizado neste trabalho foi preparado quimicamente a partir do endocarpo de coco e apresentou área superficial de 1181 m2g-1. Foram realizados testes cinéticos, de equilíbrio e termodinâmicos, além de testes para verificar a influência de parâmetros físicos e químicos no processo de adsorção, utilizando os seguintes compostos fenólicos: p cresol, m cresol, fenol e hidroquinona. Os dados obtidos nos testes de equilíbrio, temperatura de 28ºC e pH natural (pH do composto em solução aquosa) de cada composto, foram utilizados para o estudo de isotermas de adsorção. Os modelos utilizados foram Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth e Tempkin, sendo o modelo que apresentou os melhores resultados, a isoterma de Redlich Peterson. A quantidade adsorvida máxima de cada composto seguiu a seguinte ordem: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > fenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hidroquinona (Qmáx ≈ 37 mg g-1). Os testes cinéticos foram realizados para determinação do tempo de equilíbrio e verificação do comportamento cinético da adsorção de cada composto. A ordem de velocidade de adsorção, ou seja, o tempo para cada composto atingir o equilíbrio foi a seguinte: fenol (teq ≈ 110 min) > p cresol (teq ≈ 270 min) > m cresol (teq ≈ 500 min) > hidroquinona (teq ≈ 1000 min). Além disso os dados cinéticos foram ajustados a quatro modelos cinéticos, sendo eles: pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, intraparticula e Bangham. Para o fenol o modelo que apresentou os melhores resultados foi a equação de pseudo segunda ordem, para os cresóis foi o modelo de Bangham e para a hidroquinona o modelo de pseudo segunda ordem e intraparticula. Os testes termodinâmicos foram realizados nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50ºC e foi verificado que o processo de adsorção é exotérmico e espontâneo. Com os dados termodinâmicos obtidos, foi possível determinar as grandezas termodinâmicas ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads e também realizar um estudo da heterogeneidade da superfície do carvão ativado. Além disso, foram realizados testes para avaliar a influência do pH, da massa de carvão e da concentração inicial do adsorbato no processo de adsorção. Foi verificado que, aumentando o pH a adsorção é prejudicada devido à dissociação dos compostos. Aumentando a massa de carvão aumenta a quantidade de adsorbato adsorvida devido ao aumento de sítios disponíveis para a adsorção. E aumentando a concentração inicial do adsorbato a adsorção também é favorecida pois aumenta a diferença de concentração do adsorbato no seio do fluido e na superfície do carvão, além de haver mais moléculas para serem adsorvidas. De um modo geral, foi estudado e avaliado a capacidade de adsorção de fenóis em solução aquosa sobre carvão ativado preparado a partir do endocarpo de coco, justificado pela recente preocupação da sociedade com o meio ambiente, onde o tratamento de efluentes industriais que contenham compostos nocivos ao ambiente, como os fenóis, tem se tornado alvo de grande preocupação, e portanto, o estudo de métodos mais eficientes e com melhor relação custo/beneficio para a remoção dos mesmos são de extrema importância.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilmar Steffen.pdf: 1051925 bytes, checksum: 9d709f48cee722e3da025481c9af852b (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Reactive distillation is the combination of chemical reaction and separation by distillation in only one equipment (these processes generally take place separately and in sequence in the industries of chemical processes). The integration of these two operations can increase the global performance of the production line. Thus, becomes necessary a previous study of the possibility to join these processes in a single equipment. The tool to start the study on a new process or the optimization of a process in operation is the modeling and simulation. The mathematical models for reactive distillation columns are constituted of a system of non linear equations. Several algorithms for simulation of distillation columns in steady state with different degrees of precision and consequently of difficulties were developed in the last decades. However, these algorithms don't supply a procedure to obtain the initial guesses, that are fundamental for the convergence of the method used to solve the system of non linear equations. In this work was developed an algorithm for the solution of mathematical model that describes the reactive distillation process in columns that operates in steady state. In the developed algorithm was defined a procedure to obtain reasonable initial guesses that facilitates the convergence of the method. The great majority of methods for simulation of distillation column in stead-state solve all the equations simultaneously by a system of non linear equations solution s method. In this work was developed an algorithm step-by-step, to facilitate it s understanding, where the system of non linear equations solution s method is necessary just for the group of equations that models the chemical reactions, so that, two system of non linear equations solution s methods were used, the method of Broyden (a variation of the Newton-Raphson s method) and the homotopy continuation method (or homotopy). The mathematical model was obtained from mass balances, energy balances, sum equations, phase equilibrium and chemical equilibrium or chemical kinetics. The modeling of phase equilibrium is rigorous by means of the calculation of activity and fugacity coefficients, the modeling of the thermal effects is also rigorous by means of the calculation of the residual and excess enthalpies. The developed algorithm was evaluated from examples of the literature and in all cases the obtained results were similar to those found in the literature. / Destilação reativa é a combinação de reação química e separação por destilação em um único equipamento (geralmente estes processos acontecem separadamente e em seqüência nas indústrias de processos químicos). A integração destas duas operações pode aumentar o desempenho global da linha de produção. Desta forma, torna-se necessário um estudo prévio da possibilidade de se reunir estes processos em um só equipamento. A ferramenta para se iniciar o estudo sobre um novo processo ou a otimização de um processo em operação é a modelagem e simulação. Os modelos matemáticos para a coluna de destilação reativa são constituídos de um sistema de equações não lineares. Vários algoritmos para simulação de colunas de destilação em regime permanente com diferentes graus de precisão e consequentemente de dificuldades foram desenvolvidos nas últimas décadas. Entretanto, estes algoritmos não fornecem um procedimento para a obtenção de estimativas iniciais, que são fundamentais para convergência do método utilizado para resolver o sistema de equações não lineares. Neste trabalho foi desenvolvido um algoritmo para resolução do modelo matemático que descreve o processo de destilação reativa em colunas que operam em regime permanente. No algoritmo desenvolvido definiu-se um procedimento de obtenção de estimativas iniciais razoáveis que facilitem a convergência do método. A grande maioria dos métodos para simulação de coluna de destilação em estado estacionário resolve todas as equações simultaneamente com um método de solução de sistema de equações não lineares. Neste trabalho foi desenvolvido um algoritmo passo-a-passo, para facilitar a compreensão do mesmo, onde o método de solução de sistemas de equações não lineares é necessário apenas para o conjunto de equações que modelam as reações químicas, para tal, foram utilizados dois métodos de solução de sistemas de equações não lineares, o método de Broyden (uma variação do método de Newton-Raphson) e o método da continuação homotópica (ou homotopia). O modelo matemático utilizado foi obtido a partir de balanços de massa, balanços de energia, equações de somatória, equilíbrio de fases e equilíbrio químico ou cinética química. A modelagem do equilíbrio de fases é rigorosa por meio do cálculo de coeficientes de atividade e fugacidade, a modelagem dos efeitos térmicos também é rigorosa por meio do cálculo das entalpias residual e de excesso. O algoritmo desenvolvido foi avaliado a partir de exemplos da literatura e em todos os casos os resultados obtidos foram semelhantes àqueles encontrados na literatura.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elciane Regina Zanatta.pdf: 2986638 bytes, checksum: 991258b95a723fd86b0b377dcb73d253 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The agro-industries have generated significant amounts of waste, which raises the importance reviewing its destination in the supply chain, being an economic problem, due to waste, it is also a serious environmental problem. These residues also called biomass, due to the insignificant impact on the greenhouse, are an interesting response to the growing demand of renewable energy. Biomass is characterized as a mixture of reference components: cellulose, hemicellulose and lignin. Within this context, the main objective of this study was to investigate the kinetics pyrolysis of biomass: cassava bagasse, soy hulls and sugar cane bagasse. The study was conducted in an inert atmosphere of nitrogen, with temperatures ranging from 60 ° C to 950 ° C for four heating rates: 5, 10, 15, and 20 ° C / min for single-component cellulose, hemicellulose and lignin and temperature ambient to 900 ° C for five heating rates: 5, 10, 15, 20 and 30 ° C / min for biomass. The determination of kinetic parameters was performed using two non-isothermal differential methods: Flynn Wall Ozawa (FWO) and Kissinger. And a full non-isothermal method was used to model the conversion of single components. In the thermal analysis, pyrolysis of hemicellulose and cellulose occurred quickly. The main weight loss of hemicellulose rappened from 208 to 447 ° C and cellulose from 332 to 384 ° C. The lignin was more difficult to decompose, like the weight loss happening in a wide temperature range from 174 to 701 ° C. The weight loss of sugar cane bagasse occurred at temperatures from 270 to 480 ° C, the cassava bagasse from 270 to 540 ° C, and soy hulls from 230 to 560 ° C. The results obtained for activation energy Ea, for the pyrolysis of cellulose, for hemicellulose and lignin are in the range: 132,02 to 161,25 kJ / mol, 39,36 to 77,83 kJ / mol, 54,59 to 735,99 kJ / mol, respectively. The activation energy of biomass pyrolysis of sugar cane bagasse, cassava bagasse and soy hulls are in the range: 126,62 to 148,80 kJ / mol, 157,64 to 227,74 kJ / mol, 140,81 to 195,52 kJ / mol respectively. The results demonstrate how the behavior of decomposition and its kinetic parameters are influenced by the species or type of biomass and by the rate of heating of the process. / As agroindústrias têm gerado quantidades expressivas de resíduos, o que torna necessário rever a sua destinação na cadeia produtiva, pois além de ser um problema econômico, devido ao desperdício, é também, um sério problema ambiental. Estes resíduos também chamados de biomassas, devido ao impacto insignificante no efeito estufa, são uma resposta interessante à crescente demanda de energia renovável. A biomassa é caracterizada como uma mistura de componentes de referência: celulose, hemicelulose e lignina. Dentro deste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi investigar a cinética da pirólise das biomassas: bagaço de mandioca, casca de soja e bagaço de cana. O estudo foi realizado em atmosfera inerte de nitrogênio, com temperaturas variando entre 60°C a 950 °C, para quatro taxas de aquecimento: 5, 10, 15, e 20 °C / min, para os mono componentes celulose, hemicelulose e lignina e da temperatura ambiente até 900 °C para cinco taxas de aquecimento: 5, 10, 15, 20 e 30 °C / min, para as biomassas. A determinação dos parâmetros cinéticos foi realizada utilizando dois métodos diferenciais não isotérmicos: Flynn Wall Ozawa (FWO) e Kissinger. Um método integral não isotérmico foi utilizado para modelar a conversão dos mono componentes. Na análise térmica, a pirólise da hemicelulose e celulose ocorreu rapidamente.A principal perda de massa da hemicelulose aconteceu entre 208 - 447 °C e de celulose entre 332 - 384 °C. A lignina foi mais difícil para se decompor, com a perda de massa acontecendo uma ampla faixa de temperatura entre 174 - 701 °C. A perda de massa do bagaço de cana ocorreu na temperatura entre 270 480 °C, do bagaço de mandioca entre 270 540 °C e da casca de soja entre 230 560 °C. Os resultados obtidos para energia de ativação Ea, da pirólise de celulose, hemicelulose e lignina estão na faixa: 132,02 161,25 kJ / mol, 39,36 77,83 kJ / mol, 54,59 735,99 kJ / mol, respectivamente. A energia de ativação da pirólise das biomassas bagaço de cana, bagaço de mandioca e casca de soja estão na faixa: 126,62 148,80 kJ / mol, 157,64 227,74 kJ / mol, 140,81 195,52 kJ / mol respectivamente.Os resultados obtidos demonstram como o comportamento da decomposição e seus parâmetros cinéticos são influenciados pala espécie ou tipo de biomassa e pela taxa de aquecimento do processo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Citieli Giongo.pdf: 582976 bytes, checksum: f111bc4e475aed239fba2b45a360406b (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cultivation of cassava extends throughout Brazil because of its excellent adaptation to different soils and climatic conditions. Our country occupies the second position at the worldwide ranking in cultivating this plant (15% of the world production). The industrial processing of cassava generates a liquid waste, the so called manipueira, considered as a pollutant due to the high organic load and it contains a cyanogenic glycoside, which can be hydrolyzed to cyanide. One way to minimize environmental impacts and to aggregate value to the effluent is its use in the production of volatile fatty acids (VFA) via anaerobic fermentation, which was the main goal of this study, performed using manipueira as a substrate and inoculum of swine dejection. The fermentation process during the production of VFA is characterized as a result of the activity of acidogenic bacteria, by the pH decrease and increased hydrolysis and acidification of the organic matter. Inoculum of swine and of bovine dejections were tested in synthetic medium at 30°C and initial pH of 7.0, to define the most appropriate inoculum for the production of volatile fatty acids, swine dejection presented the best results and was used in posterior fermentations. Besides the parameter of VFA production, the behavior of pH, alkalinity and acidity were as well monitored in all experiments. In the fermentation performed with manipueira as a substrate, glucose was used as the main carbon source and different concentrations were tested (1, 2, 5 and 9 g/L) and it was observed that the concentration of 2 g/L of glucose produced about 2.5 g/L of VFA, expressed as acetic acid, after 36h and at pH 5.0, this concentration of glucose was used in further experiments. The alkalinity and temperature levels were tested by experimental design, in which at 30°C with 3 g/L of sodium bicarbonate better conditions were observed, resulting in the production of 3.4 g/L of VFA in 45h. On the basis of these conditions, the model for the production of VFAs was validated by performing fermentations in triplicate and evaluating the reproducibility of the process. There were minor variations between replicates, as assessed by the low relative standard deviation (RSD) from the mean value of the results. The highest production of volatile fatty acids in this experiment was obtained at 45h with an average of VFAs production of 3.4 g/L, with RSD of 1.4% and pH 5.6. The chemical oxygen demand (COD) and the amount of cyanide in manipueira were analyzed being 8865 mg/L of O2 and 1.9 mg/L, respectively, among other physical and chemical characteristics that were determined. After the anaerobic fermentation process, a reduction of 21.6% of COD amount and 12.9% of cyanide amount were obtained, indicating that the production of VFAs not only aggregates value to the manipueira but also contributes to the reduction of important contaminants. / O cultivo da mandioca se estende por todo o Brasil, dada à fácil adaptação aos diferentes tipos de solos e condições climáticas. Nosso país ocupa o segundo lugar no cultivo dessa planta (15% da produção mundial). O processamento industrial da mandioca gera a manipueira como resíduo líquido, considerado poluente devido à alta carga orgânica e por conter um glicosídeo cianogênico que é hidrolisável a cianeto. Uma das maneiras de minimizar os impactos ambientais e agregar valor ao efluente é a sua utilização na produção de ácidos graxos voláteis (AGVs) via fermentação anaeróbia, objetivo principal deste trabalho, o qual foi realizado utilizando a manipueira como substrato e inóculo de dejeto suíno. O processo fermentativo na produção dos AGVs caracteriza-se, como resultado da atividade das bactérias acidogênicas, pela diminuição do pH e aumento da hidrólise e acidificação da matéria orgânica. Foram testados em meio sintético, à temperatura de 30 ºC e pH inicial de 7,0, inóculos de dejetos de suínos e bovinos para definir o melhor inóculo na produção dos ácidos graxos voláteis, sendo o dejeto de suíno o que apresentou os melhores resultados e por isso foi utilizado nas fermentações posteriores. Além do parâmetro de produção de AGVs também foram monitorados o comportamento do pH, acidez e alcalinidade em todos os experimentos. Em fermentações realizadas com a manipueira como substrato, testaram-se diferentes concentrações de glicose como principal fonte de carbono (1, 2, 5 e 9 g/L) e observou-se que a concentração de 2 g/L de glicose produziu cerca de 2,5 g/L de AGVs, expressos como ácido acético, em 36h e com pH 5,0, sendo esta a concentração de glicose utilizada nos experimentos posteriores. Diferentes níveis de alcalinidade e temperatura foram testados através de planejamentos experimentais em que a melhor condição observada foi em 30ºC com 3 g/L de bicarbonato de sódio, obtendo-se 3,4 g/L de AGVs em 45h. A partir dessas condições validou-se o modelo para produção de AGVs realizando fermentações em triplicata e avaliando quanto à repetibilidade do processo. Verificaram-se variações mínimas entre as réplicas, avaliadas pelo baixo desvio padrão relativo (DPR) obtido pela média dos resultados. A maior produção de ácidos graxos voláteis neste experimento foi obtida em 45h com média de 3,4 g/L de AGVs, DPR de 1,4% e pH em 5,6. A demanda química de oxigênio (DQO) e a quantidade de cianeto analisadas na manipueira eram de 8865 mg/L de O2 e 1,9 mg/L, respectivamente, entre outras características físico-químicas determinadas. Após o processo de fermentação anaeróbia obteve-se redução de 21,6% da quantidade de DQO e 12,9% da quantidade de cianeto, indicando que a produção de AGVs, além de agregar valor a manipueira, contribui na redução de contaminantes importantes.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rogerio do Nascimento.pdf: 1051379 bytes, checksum: bcb731cef89e10790f4dba801020aa9e (MD5) Previous issue date: 2009-10-29 / This work is a study on the kinetics of anaerobic degradation of effluent with a high concentration of lipids, particularly fatty acids, acetic acid and oleic acid, having as a parameter for measuring the degradation chemical oxygen demand (COD). Based on these studies, we decided to conduct an experiment of degradation of the effluent in question in anaerobic batch, and periodically conducted sampling for analysis of total fatty acid concentration, free fatty acid, oleic acid and COD. The results showed the efficient biodegradation of these substrates in the reactor, and the consequent reduction of COD load in the effluent. The experimental data were used to survey the kinetics of the process, using them to establish, through mathematical modeling, the values of kinetic parameters and obtain the optimal values of these with the use of the method of particle swarm. Both the experimental data, the mathematical modeling showed the interaction between the substrates present in the process, for example, the preference for degrading microbial consortium in the free fatty acids and oleic acid relative to acetic acid. It has also been possible to demonstrate a latency period of the process, the consumption of organic matter through the profile of COD, due to the formation of free fatty acids and oleic acid. And, the subsequent reduction of these parameters so that these substrates have begun to be degraded. From a practical standpoint, this work suggests good efficiency in applying this technology, biodegradation in the treatment of effluents containing high levels of lipids. / Este trabalho é um estudo sobre a cinética da degradação anaeróbia de um efluente com alta concentração de lipídeos, em particular ácidos graxos livres, ácido acético e ácido oléico; tendo como parâmetro de medida de degradação a demanda química de oxigênio (DQO). Com base nestes estudos, partiu-se para a realização de um experimento de degradação do efluente em questão, em reator anaeróbio descontinuo, e, periodicamente realizado amostragens para análises de concentração de ácido graxos totais, ácido graxos livres, ácido oléico e DQO. Os resultados mostraram a eficiente biodegradação destes substratos no reator, e, a conseqüente diminuição da carga de DQO no efluente. Os dados experimentais obtidos foram empregados para o levantamento da cinética do processo; utilizando-os para estabelecer, através de modelagem matemática, os valores dos parâmetros cinéticos e obtenção dos valores ótimos destes com o emprego do método de enxame de partículas. Tanto os dados experimentais, quanto a modelagem matemática, mostrou a interação entre os substratos presentes no processo; por exemplo, a preferência do consórcio microbiano em degradar os ácidos graxos livres e ácido oléico em relação ao ácido acético. Também foi possível demonstrar um período de latência do processo, no consumo de matéria orgânica, através do perfil de DQO; devido à formação de ácidos graxos livres e ácidos oléico. E, a posterior diminuição destes parâmetros assim que estes substratos começaram a serem degradados. Do ponto de vista prático, este trabalho sugere boa eficiência em se aplicar esta tecnologia, de biodegradação, no tratamento de efluentes com elevados teores de lipídeos.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Maycon Hoff Zeni.pdf: 1421377 bytes, checksum: 75c6a9407a955e26c7fd4db2939b1b79 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Configuration of fixed bed that operates with biphasic flow is used in industrial operations such as the Fischer-Tropsch, hydrogenation, and residual water treatments. Vital information for the project and operation of this type of bed is in its characteristics fluid-dynamic and among these characteristics the flow regime because these have a direct influence transferring heat and mass present in the bed. In the two-phase flow with ascendant flow through fixed bed, three distinct regimes can be identified: the bubble regime, for low gas flow; pulsating regime, for moderate liquid and gas flow; and spray regime; for low flow of liquid and high flow rates of gas. Although there are different techniques to determine flow regimes, the most used is the visual identification. Thus, this research aims to develop, by using artificial neural networks (ANNs) a way to determine, for a given set of liquid-gas flow what out-flow regime the bed presents. To do so, firstly, the out-flow regime were identified by using water and air, respectively flux mass flowing varying from 2 to 16.5 kg.m-2.s-1 and from 0 to 0.6 kg.m-2.s-1, flowing up-words through a fixed bed packed with glass spheres measuring from 2.7 to 3.5 mm of diameter. The network proposed to identify the regimes contains Multiple Layers Perceptron architecture (PML) trained by the back propagation algorithm put together by applying the Multiple Back-Propagation (MBP) software, version 2.2.3 consistently with two input neurons, two intermediate layers, and four output neurons. The number of neurons of the intermediate layers was assorted to find out the best configuration. As activation of function, logistic, tangent, hyperbolic, and Gaussian were tested. Observed results showed that it is possible the identification of regimes through neural networks and among those tested the one that showed the best performance was the one that used the hyperbolic-tangent activation function; 10 neurons in the first hidden layer, and 12 neurons in the second hidden layer. / A configuração de leito fixo que opera com escoamento bifásico é muito utilizada em operações industriais, tais como síntese de Fischer-Tropsch, hidrogenação e tratamento de águas residuais. Uma informação vital para projeto e operação deste tipo de leito está nas características fluidodinâmicas, e dentre estas características podem ser citados os regimes de escoamento, pois estes influenciam diretamente nas transferências de calor e massa presentes no leito. No escoamento bifásico com fluxo ascendente através de leito fixo podem ser identificados três regimes distintos: regime bolha, para baixas vazões de gás; regime pulsante, para vazões moderadas de líquido e gás; e regime spray, para baixas vazões de líquidos e altas vazões de gás. Apesar de haver diferentes técnicas para a determinação dos regimes de escoamento, a mais empregada é a identificação visual. Sendo assim, esta pesquisa tem por objetivo desenvolver, por meio da utilização de redes neurais artificiais (RNA s), uma maneira de determinar, para um dado conjunto de vazões gás-líquido, qual regime de escoamento o leito apresenta. Para isto, os regimes de escoamento primeiramente foram identificados utilizando água e ar, respectivamente com fluxo mássico variando de 2 a 16,5 kg.m-2.s-1 e de 0 a 0,6 kg.m-2.s-1, escoando em fluxo ascendente por meio de um leito fixo recheado com esferas de vidro de diâmetro entre 2,7 e 3,5 mm. A rede proposta para a identificação dos regimes possui arquitetura perceptron de múltiplas camadas (MLP) treinada pelo algoritmo backpropagation e foi montada utilizando o programa freeware Multiple Back-Propagation (MBP) versão 2.2.3 sempre com dois neurônios de entrada, duas camadas intermediárias e quatro neurônios de saída. O número de neurônios das camadas intermediárias foi variado a fim de descobrir a melhor configuração. Como função de ativação, foram testadas as funções logística, tangente hiperbólica e gaussiana. Os resultados observados mostram que é possível a identificação dos regimes por meio de redes neurais e dentre as configurações testadas, a que apresentou melhor desempenho foi a rede que utilizou a função de ativação tangente hiperbólica, 10 neurônios na primeira camada oculta e 12 neurônios na segunda camada oculta.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-16T17:59:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CraqueamentoTermocataliticoOleo.pdf: 2688679 bytes, checksum: d2b7dac1124b2d9e4e9a420df17e38c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-23T13:04:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CraqueamentoTermocataliticoOleo.pdf: 2688679 bytes, checksum: d2b7dac1124b2d9e4e9a420df17e38c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-23T13:04:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CraqueamentoTermocataliticoOleo.pdf: 2688679 bytes, checksum: d2b7dac1124b2d9e4e9a420df17e38c4 (MD5) Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O presente trabalho visa investigar o Processo de Craqueamento Termocatalítico do Óleo de Buriti (Mauritia flexuosa L.), óleo de palma (Elaeis guineensis) e sabão de óleo de buriti, considerando a transformação dos óleos vegetais e sabões via craqueamento termocatalítico em biocombustíveis, utilizando-se Na2CO3 (Carbonato de Sódio), CaCO3 (Carbonato de Cálcio),CaO (óxido de cálcio) e Zeólitas Ácidas (HZSM-5) como catalisadores,as temperaturas de 420, 450 e 480 °C.O fruto de Buriti (Mauritia flexuosa L.) foi coletado e extraído óleo da polpa, em seguida este óleo foi caracterizado em relação Índice de Acidez, Índice de saponificação, Viscosidade Cinemática, Densidade , Índice de Refração e análise de CHN.Para testes preliminares foi utilizado o óleo de palma refinado e neutralizado portanto eles não foram caracterizados.O sabão de buriti foi preparado em laboratório com hidróxido de potássio e hidróxido de sódio e armazenados para pirólise térmica.Os catalisadores também foram caracterizados com relação ao infravermelho,Ressonância Magnética Nuclear de 29Si e 27Al, difração de raio X ,análise térmica, análise química e TPD de Amônia .No processo de craqueamento termocatalítico os produtos líquidos produzidos foram analisados quanto aos parâmetros: rendimento, índice de acidez, espectro de infravermelho, espectro de RMN e análise de CHN em seguida foram caracterizados com relação à densidade e viscosidade cinemática. No entanto, com relação ao índice de acidez dos produtos líquidos, somente os catalisadores básicos produziram craqueados com valores aceitáveis para utilização como combustível. A partir dos resultados verificou-se a eficiência dos catalisadores no qual o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos de baixa acidez e com boas características para uso como combustível. / The present work aims to investigate the Thermocatalytic Cracking Process of the Buriti Oil ( L.), Palm Oil (Elaeis guineensis) and burit oil soap, considering the transformation of vegetable oils and soaps using the thermocatalytic cracking in biofuels, using Na2CO3 (Sodium Carbonate), CaCO3 (Calcium Carbonate), CaO (Calcium Oxide) and Acidic Zeolites (HZSM-5) as catalysts and temperatures of 420, 450 and 480 ° C. The fruit of Buriti (Mauritia flexuosa L) was collected and extracted from the pulp oil, and then this oil was characterized in relation to the Acidity Index, Saponification Number, Viscosity, Density, Refractive Index and CHN analysis. In preliminary tests it was used the refined and neutralized palm oil, so they were not characterized. Buriti soap was prepared in the laboratory with potassium hydroxide and sodium hydroxide and stored for thermal pyrolysis. The catalysts were also characterized in relation to Infrared, Nuclear Magnetic Resonance of 29Si and 27Al, XRay Diffraction, thermal analysis, chemical analysis and TPD of ammonia. In the process of thermocatalytic cracking the liquid products produced were analyzed regarding the parameters: yield, acidity index, infrared spectrum, NMR and CHN analysis and then were characterized in relation to density and kinematic viscosity. However, regarding the level of acidity of the liquid products, only basic catalysts produced cracked with acceptable values for use as fuel. From the results it was verified the efficiency of catalysts in which the sodium carbonate catalyst gave products with low acidity and good characteristics for use as fuel.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / With the globalization and the competitiveness in all the levels of the industrial sector, the final product quality search became higher. On the other hand, energy saving became another important factor in modern industry. The consumption of electric energy in the industrial sector represents 45.5% of the total consumption of the country. The motor force represents most of this consumption, arriving to be superior of 80% in the textile, paper and cellulose sectors. This work presents two strategies of control, auto-adjustable PID and fuzzy controller, the objectives are a better final product quality and the energy saving. Ventilation and compression industrials process are used in this work. An analysis of limit cyclesâ presence through the descriptive function of the fuzzy controller is carried through, providing a previously validation of fuzzy controllerâs parameters by simulations, saving time in the adjust phase. Set-point changes are easily made and on-line, still the process is running, in the two considered controllers. Comparisons of energy consumption are made between the conventional strategies and the two strategies considered in this work. / Com a globalizaÃÃo e a competitividade em todos os nÃveis do setor industrial, a qualidade do produto final se tornou de importÃncia crescente. Por outro lado, a conservaÃÃo de energia no setor industrial se tornou outro fator importante na indÃstria moderna. O consumo de energia elÃtrica do setor industrial representa 45,5% do consumo total do paÃs. A forÃa motriz representa a maior parte deste consumo, chegando a ser superior a 80% nos setores tÃxtil, de papel e celulose. Este trabalho apresenta duas estratÃgias de controle, PID auto-ajustÃvel e controlador nebuloso, e tÃm como objetivos tanto a qualidade do produto final quanto a eficiÃncia energÃtica. SÃo utilizados processos de ventilaÃÃo e de compressÃo em escala industriais. Uma anÃlise da presenÃa dos ciclos limites atravÃs da funÃÃo descritiva do controlador nebuloso à realizada, de forma que os parÃmetros do controlador nebuloso podem ser previamente validados atravÃs de simulaÃÃes, poupando tempo na fase de ajuste dos parÃmentros do controlador. MudanÃas de set-point sÃo facilmente realizadas de forma online e sem que o funcionamento do processo seja descontinuado, nos dois controladores propostos. ComparaÃÃes quanto ao consumo de energia sÃo realizadas usando as estratÃgias de controle convencionais e as proposta neste trabalho.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:08:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:38:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de sementes e de partes aéreas de puxuri por arraste com vapor. O puxuri [Licaria puchury-major (Mart.) Kosterm., Lauraceae], é uma espécie florestal da Amazônia com grande potencial para a indústria de bio-produtos (fármacos, cosméticos, alimentos e praguicida natural) devido à presença de safrol no seu óleo essencial. Realiza-se neste trabalho um estudo anatômico e de caracterização física e química das partes da planta utilizadas para a extração do óleo. Estuda-se a cinética da secagem de sementes, ramos finos e folhas de puxuri e quantifica-se a influência da secagem convectiva em leito fixo nos teores de safrol e no conteúdo de umidade final. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, identificam-se os níveis das variáveis de processo: teor de umidade, tempo de extração e granulometria das amostras de sementes de puxuri, que otimizam simulta-neamente as respostas: rendimento em óleo essencial e teor de safrol, seu componente majoritá-rio, dentro do domínio experimental adotado e confiança de 90% ( = 0,10), no processo de extração do óleo essencial por arraste com vapor. Analisa-se quimicamente o óleo essencial de puxuri por CG-MS e identifica-se a composição química em termos de seus constituintes majo-ritários. Utilizando-se o método de aproximação gravimétrica estático com soluções concentra-das, são obtidas isotermas de dessorção para sementes de puxuri em pó, a 15, 25 e 35ºC. Aos dados experimentais de equilíbrio higroscópico, ajusta-se muito bem o modelo de GAB, sendo estimados os calores de sorção líquidos e integrais, além dos teores de umidade de equilíbrio na monocamada e demais constantes da equação. Constata-se baixa toxicidade do óleo essencial de puxuri e que o resíduo sólido da extração pode ser utilizado como material saponificável para a produção de sabões transparentes a frio. / Analyse experimentally the extraction process of the essential oil of seeds and aerial parts of puxuri for drag with steam. The puxuri, [Licaria puchury-major (Mart.)] Kosterm., Lauraceae], is a species of the Amazon forest with great potential for the Bioproducts Industry (pharmaceu-ticals, cosmetics, food and natural pesticide) due to the presence of safrole in its essential oil. This work is an anatomical study and physical and chemical characterization of plant parts used for oil extraction. Studying the kinetics of drying of seeds, thin branches and leaves of puxuri and quantifies the influence of convective drying in fixed bed in safrole content and moisture content. Through statistically designed experiments, identify levels of process variables: mois-ture content, particle size and extraction time of samples of seed of puxuri, that optimize both answers the responses: in essential oil yield and content of safrole, its major component, within the experimental domain adopted and 90% confidence (α = 0.10) in the extraction process of the essential oil by steam drag. Chemically analyzed the essential oil of puxuri by GC-MS and iden-tifies the chemical composition in terms of their senior constituents. Using the gravimetric ap-proximation method static with concentrated solutions, desorption isotherms are obtained for puxuri seeds powder, in temperatures 15, 25 and 35ºC. The experimental data hygroscopic equi-librium, fits very well the GAB model, being estimated the heats of sorption liquid and inte-grals, in addition to the equilibrium moisture content in monolayer and other constants in the equation. Noted low toxicity of essential oil of puxuri and the solid residue of extraction can be used as material for the production of saponifiable transparent soaps to cold.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T15:14:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReciclagemCinza.pdf: 3021321 bytes, checksum: 6ca30fadb5fe5a22d29a501cc9234e97 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-16T12:22:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReciclagemCinza.pdf: 3021321 bytes, checksum: 6ca30fadb5fe5a22d29a501cc9234e97 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T12:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReciclagemCinza.pdf: 3021321 bytes, checksum: 6ca30fadb5fe5a22d29a501cc9234e97 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A utilização de resíduos industriais a exemplo de cinza volante para reciclagem e reaproveitamento, tem sido intensificada nos últimos anos muito por suas características físico-químicas que podem resultar, após processamento, em um material com boa resistência mecânica podendo ser destinado a aplicação em diversas áreas como a construção civil. Este trabalho objetiva a obtenção de agregados sintéticos, após processo de sinterização em reator de leito fixo. Para a produção dos agregados confeccionaram-se pelotas em betoneira a partir de uma mistura de cinza volante, argila e carvão vegetal. Após o processo de sinterização foram medidas as propriedades cerâmicas do material tais quais: porosidade, densidade e absorção de água. Para a caracterização de fases e estruturas mineralógicas do material sinterizado, utilizou-se as técnicas de difração de raios-X e Microscopia eletrônica de varredura. Desta forma a contribuição desse trabalho está direcionada a redução de impactos ambientais, em razão da possibilidade que o material produzido tem em substituir agregados naturais. / The use of such industrial waste boiler fly ash for recycling and reuse, has intensified in recent years much for its physico-chemical characteristics that may result after the processing, in a material with good mechanical strength and can be designed for use in several areas such as construction. In this paper we obtain synthetic aggregates, after sintering process in a fixed bed reactor. For the production of aggregates pellet sewed up mixer from a mixing wheel boiler ash, clay and charcoal. After the process of ceramic sintering were measured material properties such that: porosity, density and water absorption. For the characterization of phases and mineralogical structures of the sintered material, we used the techniques of X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Thus the contribution of this work is aimed at reducing environmental impacts, due to the possibility that the material produced has to replace natural aggregates.