Orientador : Maria Aparecida Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T14:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_MirladeNazaredoNascimento_M.pdf: 4035948 bytes, checksum: e0c57455cc7d71613e0d58c4277a3e12 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Em processos industriais, há muitos exemplos do uso de misturas de diferentes partículas, ou seja, sólidos multicomponentes. O conhecimento das propriedades de misturas de sólidos a partir das propriedades dos materiais puros é de grande aplicação em processos que utilizam misturas de sólidos e poderá trazer muitas vantagens e melhorias esses processos. Por isso, este trabalho teve como objetivo determinar as relações existentes entre as propriedades físicas dos sólidos puros e de misturas de sólidos. Neste trabalho foi estudado o comportamento de misturas dos materiais Zeólita Na Y, Alumina e Caulim. As propriedades de sólidos porosos estudadas foram: densidade real, densidade bulk (aparente), distribuição de tamanho de partículas e de poros, isotermas de sorção, área superficial, permeabilidade intrínseca e porosidade. Os materiais sólidos foram analisados na forma de pó, mas também foram preparadas pastilhas cilíndricas com os materiais puros para verificar a influência do modo de preparo do sólido nas propriedades físicas de densidade real e bulk. As técnicas experimentais utilizadas foram: picnometria a gás, para determinação da densidade real; as isotermas de dessorção foram obtidas utilizando-se o método estático, com uso de soluções salinas saturadas, à temperatura de 30°C; as isotermas de adsorção foram determinadas por adsorção de Nitrogênio; a área superficial foi calculada a partir da equação de BET, utilizando-se os dados das isotermas de sorção; a distribuição do tamanho de partículas foi determinada por difratometria a Ia ser e a permeabilidade intrínseca foi calculada considerando-se poros cilíndricos e escoamento de Hagen-Poiseuille. Também foram feitos experimentos de secagem, na forma de camada delgada, à temperatura de 120°C. As equações propostas neste trabalho relacionam a propriedade física da mistura com a propriedade física dos componentes puros, ponderados por suas respectivas frações mássicas ou volumétricas. Todas as propriedades físicas tiveram boa concordância com as equações propostas, exceto a densidade bulk, que é fortemente influenciada pelo processo de preparo do sólido. Tanto as isotermas de sorção como as curvas de secagem das misturas se encontraram entre as curvas dos materiais puros verificando-se uma proporcionalidade em função da composição da mistura / Abstract: In industrial processes, there are many examples of the use of mixture of different particles, that is, multicomponent solids. The knowledge of the properties of solids mixtures from the properties of the pure materials is of wide application in such processes. Possibly bringing advantages and improvements to the industrial processes. Therefore, the objective of this work was to determine the relationships between the physical properties of the pure solids and those of the solid mixtures. In this work, the mixture behavior of Zeolite Na Y, Kaolin and Alumina materials was studied. True density, bulk density, particle and pore size distributions, sorption isotherms, surface area, intrinsic permeability and porosity were the properties of solids studied. The solid materials were analyzed in the powdered form The pure materials were also analyzed in the form of cylindrical tablets in order to check the influence of the preparation mode on the value of both the true and bulk densities. There follows the experimental techniques used. The true density was determined by Helium picnometry. The adsorption isotherms were obtained using the static method, with the use of saturated salt solutions, at a temperature of 30°C. The adsorption isotherms were determined by Nitrogen adsorption. The surface area was calculated from the BET equation, using the data from the sorption isotherms. The particle size distribution was determined by laser diffratometry. The intrinsic permeability was calculated considering solids with cylindrical pores and the Hagen-Poiseulle flow. In addition, drying experiments were conducted for solids in the form of thin layers, at a temperature of 120°C. The proposed equations in this work relate the physical properties of the pure components pondered by its respective mass and volumetric fractions. All physical properties showed good agreement with the proposed equations. The exception was bulk density, which is strongly influenced by the process of the solid preparation. The sorption isotherms as well as the drying curves of the mixtures lied inside the limits of the curves for the pure materials proving to be direct functions of the mixture compositions / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Aparecida Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_FabianodoValede_M.pdf: 3561550 bytes, checksum: f3b4f61836648dece8c995dd128d26c3 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O conhecimento das propriedades fisicas dos materiais é de fundamental importância na caracterização de sólidos e de misturas de sólidos. As misturas de sólidos têm sido utilizadas cada dia mais em processos industriais, visando aprimorar as propriedades de interesse relativas a um material, como capacidade de adsorção e tempo de secagem. Este trabalho visa determinar varias propriedades físicas de dois sólidos, o Caulim e a Zeólita NaY, bem como a mistura destes dois sólidos, caracterizando estes materiais para que eles possam ser aplicados em processos industriais de uma forma mais eficiente. O objetivo do trabalho é apresentar equações que relacionem as propriedades dos materiais puros com as propriedades de suas respectivas misturas através das frações mássica e volumétrica das amostras. Desta forma, apenas a caracterização dos materiais puros seria suficiente para predizer as propriedades físicas de uma mistura binária ou de um sólido composto por três ou mais componentes. Outro objetivo do trabalho é apresentar valores confiáveis para que estes possam ser utilizados no estudo do transporte de massa no interior dos poros do material. Os aparelhos picnômetro de Hélio e porosímetro de Mercúrio foram utilizados na determinação das densidades real e bulk, e também na determinação da porosidade dos sólidos utilizados neste trabalho. A partir dos dados obtidos na porosimetria de Mercúrio e da equação de Wasburn, também foi possível a determinação das permeabilidades intrínseca e relativa das amostras. O método clássico de obtenção das isotermas de dessorção foi utilizado, onde os resultados foram aplicados nas equações de Kelvin e BET para a determinação da área superficial e da fração de microporos presente nas amostras. Finalmente, a distribuição de tamanho de partícula foi realizada para o Caulim e para a Zeólita Na Y através do Contador Coulter, para uma análise de como as partículas destes dois materiais se arranjam entre si. As equações propostas produziram curvas que estão de acordo com os resultados experimentais obtidos neste trabalho. Todas as propriedades fisicas puderam ser reproduzi das com as equações propostas, especialmente a área superficial especifica das partículas e a fração de microporos, onde a concordância com os resultados experimentais foi praticamente total / Abstract: The knowledge of the materials physical properties is specially important in the characterization of pure solids and mixtures. The solids mixtures have been used frequent1y in industriaI processes to improve the properties of interest of a material, as capacity of adsorption and drying time. This work aims to determine some physical properties of two solids, Kaolin and Zeolite Na Y, as well as of mixtures of these two solids. With this characterization, these materials wiIl be able to be applied in industrial processes with a better efficiency. The objective of the work is also to present equations that relate the properties of the pure materiais with the properties of their respective mixtures through the mass and volumetric fractions of the samples. In this way, only the characterization of the pure materials would be enough to predict the physical properties of a binary mixture or of a solid hold for three or more components. Another objective is to present reliable results so that these results can be used in the study of mass transport in the pores of materiais. The picnometer and mercury porosimeter had been used to determine the real and bulk densities, and also to determine the porosity of solids used in this work. From the data gotten in the porosimeter and using the equation of Washburn, the determination of the intrinsic and relative permeabilities of the samples was possible. The classic method to draw the desorption isotherms was used, where the results had been applied in the Kelvin and BET equations to determine the specific surface area and the fraction of micropores in the samples. Finally the particle size distribution was determined for the Kaolin and Zeolite Na Y with a Coulter Counter, for an analysis of how the particles of these two materials could be arranged between themselves. The derived equations had drawn curves that are in agreement with the experimental data gotten in this work. AlI the physical properties could be reproduced with the derived equations, especially the solid specific surface area and the fraction of micropores, where the agreement with the experimental results was practically total / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química