As indústrias têxteis têm contribuído diretamente para a contaminação do meio ambiente, principalmente devido ao descarte dos efluentes que são gerados no processo de tingimento das fibras. Geralmente, esses efluentes apresentam coloração acentuada e composição variável. Por isso, existe uma grande preocupação em se realizar o tratamento adequado dos mesmos. Dentre as técnicas utilizadas para essa finalidade, a adsorção tem recebido especial atenção, por ser altamente eficiente e apresentar baixo custo. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade adsorvente de um compósito à base de haloisita nanotubular (HNT) e de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) na remoção do corante catiônico verde de malaquita (MG) em meio aquoso. Primeiramente, o compósito de HNT-Fe3O4 foi preparado através do método de precipitação química, utilizando uma solução de sais de ferro (II) e (III), e HNT. Em seguida, o mesmo foi caracterizado por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão em energia por raios X (EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), determinação da área superficial específica e tamanhos de poro, utilizando o método de Brunauer, Emmet e Teller (BET) e determinação do pH no ponto de carga zero (pHPCZ). Após a caracterização, a capacidade de adsorção do compósito de HNT-Fe3O4 foi investigada em sistema de batelada, sob temperatura controlada (25 °C). A concentração remanescente de MG nos experimentos de adsorção foi estimada por meio da técnica de espectroscopia de absorção molecular na região do visível, utilizando uma curva de calibração externa. Além disso, a influência de parâmetros experimentais, como velocidade de agitação do sistema, massa de adsorvente, pH inicial do meio, concentração inicial do corante e tempo de contato foi igualmente avaliada. Com relação à cinética de adsorção, o modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor descreveu o processo. No que se refere ao equilíbrio de adsorção, os resultados experimentais (R2 = 0,9578) apresentaram um melhor ajuste à isoterma de Freundlich, com valores para a constante de Freundlich (kF) e capacidade máxima de adsorção (qm) iguais a 1,86 L g-1 e 44,25 mg g-1. Os dados termodinâmicos revelaram um processo de adsorção físico e espontâneo, com valores de ΔG°ads, ΔH°ads e ΔS°ads iguais a -4,61 kJ mol-1, -28,13 kJ mol-1 e -77,60 J mol-1 K-1, respectivamente. Por fim, o compósito de HNT-Fe3O4 demonstrou ser um adsorvente eficiente na remoção do corante catiônico MG em meio aquoso, podendo ser reutilizado em mais de um ciclo de remoção, sem perdas significativas de propriedades após o processo de regeneração por calcinação. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / Textile industries have directly contributed to the contamination of the environment, mainly due to the disposal of effluents, which are generated in the dyeing process. Frequently, these effluents have different colors and variable compositions. Therefore, there is great concern in performing the appropriate treatment of them. Among the techniques used for this purpose, adsorption has received special attention because it is highly efficient and presents low cost. In this context, this study aimed to evaluate the adsorbent capacity of a composite based on nanotubular halloysite (HNT) and magnetite nanoparticles (Fe3O4) for the removal of cationic dye malachite green (MG) in aqueous medium. Firstly, the HNT-Fe3O4 composite was prepared by the chemical precipitation method using a solution of iron salts (II) and (III), and HNT. Then, it was characterized by means of several techniques including scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), specific surface area and pore size, using the Brunauer, Emmett and Teller method (BET), and determination of pH at the point of zero charge (pHPZC). After the characterization, the adsorption capacity of the HNT-Fe3O4 composite was investigated in a batch system, under controlled temperature (25 °C). The remaining concentration of MG in adsorption experiments was estimated using the molecular absorption spectroscopy in the visible region with an external calibration curve. Furthermore, the influence of experimental parameters, such as system stirring rate, adsorbent mass, initial pH, initial dye concentration and contact time were also evaluated. The experimental results showed that the adsorption kinetics was better described using a pseudo-second-order model. Regarding the adsorption equilibrium, Freundlich isotherm showed a better fit (R2 = 0.9578) to adsorption data, with values for the Freundlich constant (kF) and maximum adsorption capacity (qm) equal to 1.86 L g-1 and 44.25 mg g-1. On the other hand, the thermodynamic parameters revealed a physical and spontaneous adsorption process, with values of ΔG°ads, ΔH°ads, and ΔS°ads equal to -4.61 kJ mol-1, -28.13 kJ mol-1, and -77.60 J mol-1 K-1, respectively. Finally, the composite HNT-Fe3O4 proved to be a good adsorbent for the removal of MG cationic dye in aqueous medium and can be reused for several adsorption cycles without losing significant properties after the regeneration process by calcination.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-13T17:11:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2362432 bytes, checksum: b178db47eb7f33a8f9592f074db75e42 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T17:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2362432 bytes, checksum: b178db47eb7f33a8f9592f074db75e42 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A sociedade moderna é altamente dependente de estruturas funcionais em rede, como redes de comunicação ou de transporte. Assim, o estudo de ataques em redes e o entendi- mento de sua robustez/fragilidade são fundamentais na procura de redes mais eficientes. Muitos estudos envolvendo ataques em redes subestimam a importância de processos di- nâmicos evoluindo nessas redes atacadas para prevenir danos futuros. A maioria dos estudos em redes atacadas foca na caracterização da estrutura das componentes não da- nificadas da rede. No entanto, muito menos atenção tem sido dedicada para analisar a influência desses ataques na propagação de epidemias ou informação. Nesse traba- lho, investigamos a propagação de epidemias nos modelos suscetível-infectado-suscetível e suscetível-infectado-recuperado em redes após os ataques com diferentes estratégias, enfa- tizando o estudo dos limiares epidêmicos dos modelos. Nós estudamos duas intensidades de ataques: um brando no qual a componente gigante da rede possui tamanho comparável a rede original e outro mais destrutivo mas ainda apresentando uma componente gigante grande. Ataques aleatórios, que não modificam a distribuição de grau de redes sem es- cala, não alteram o comportamento do limiar epidêmico em relação às redes intactas e continua indo para zero com o aumento do tamanho da rede. Investigamos outras duas estratégias de ataque de contatos: uma em que um primeiro vizinho de um vértice esco- lhido ao acaso é removido com probabilidade 1 e outra em que se remove o vizinho com uma probabilidade que protege os vértices de graus mais elevados de serem removidos. Observamos que a dependência do limiar epidêmico com o tamanho da rede se altera dra- maticamente, saturando em um valor constante no limite de redes grandes, ou diminuindo mais lentamente do que uma lei de potência ou até mesmo aumentando com o tamanho da rede em alguns casos, a depender da estratégia e da intensidade do ataque. Também concluímos que ambos ataques são mais efetivos quando aumentada a heterogeneidade da rede. Mostramos que mesmo os ataques de contato abaixo do limiar de percolação, que não fragmentam a rede, são capazes de tornar a rede inoperante para a propagação da epidemia no modelo SIS. Além disso, comparamos os resultados das simulações com a teoria de campo médio heterogêneo, conhecida como HMF (do inglês heterogeneous mean field), que leva em conta apenas o grau do vértice, e a teoria de campo médio que leva em conta toda a estrutura da rede por meio da matriz de adjacência, conhecida como QMF (do inglês quenched mean field) e observamos que a primeira captura as mudanças no limiar epidêmico com maior precisão do que a segunda. / The modern society is highly dependent of functioning networked structures such as com- munication and transportation networks. Thus, the study of attacks in networks and the understanding of their robustnesses/fragilities are imperative for the search of more efficient networks. Many studies involving network attacks underestimate the importance of dynamic processes evolving on these attacked networks to prevent further damage. Most of the studies on network attack is held on the characterization of the structure of the undamaged components of the networks. However, much less attention has been devoted to the influence of these attacks on the epidemic and information spreading. In this work, we investigate the epidemic spreading of susceptible-infected-susceptible and susceptible-infected-recovered models on networks after the attack according diffe- rent strategies aiming at the study of the epidemic thresholds. We investigate two attack intensities: a mild one with a giant component with size comparable to the original and other more destructive but still presenting a large giant component. Random attacks, which don’t alter the degree distribution on scale free networks, don’t change the epide- mic threshold behavior in relation to the undamaged network that goes to zero as the network size increases. We investigate other two acquaitance attack strategies: one where a nearest neighbor of a randomly chosen vertex is deleted with probability 1 and other that remove the neighbor with a probability that protect the vertices of higher degree from being deleted. We observe that the threshold scaling changes dramatically, reaching a constant value for the limit of large networks, or decreasing slower than a power law, or even increasing with the size of the network, depending on the model and intensity of the attacks. We also conclude that both attacks are more effective as the heterogeneity of the networks increases. We show that even acquaitance attacks below the percolation threshold, which are not sufficient to fragment the network, are able to make the network ineffective for the epidemic spreading in the SIS model. Furthermore, we compare the results from the simulations with the heterogeneous mean field (HMF) theory, which con- siders that the vertex degree is the only relevant quantity and the quenched mean field (QMF) theory, which include the whole structure of network through the adjacency ma- trix. We observed that the HMF theory captures the changes in the epidemic threshold more accurately than the QMF theory.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-14T13:58:56Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2154978 bytes, checksum: de1be5c01df4247b9e77f18dbe3eeb05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T13:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2154978 bytes, checksum: de1be5c01df4247b9e77f18dbe3eeb05 (MD5) Previous issue date: 2018-05-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta pesquisa teve como objetivo central elaborar e investigar o desenvolvimento de uma sequência didática com caráter investigativo no ensino Termodinâmica, considerando as potencialidades dessa metodologia para o ensino. O conhecimento disponível oriundo das pesquisas em educação sobre ensino de Física e dos debates educacionais apontam para a necessidade de mudanças na forma tradicional, direta e expositiva com que a Física vem sendo ensinada na sala de aula. Diante da necessidade de atrair a atenção dos alunos, de aumentar o interesse pela Física, faz-se necessário a utilização de metodologias que valorizem cada vez mais a participação do aluno, o seu conhecimento prévio, a sua capacidade de argumentação e a interação entre professores e alunos e entre os próprios alunos, em um ambiente investigativo, num processo em que aprender ciências envolve também a apropriação da linguagem científica e um conhecer sobre a construção do conhecimento científico, adquirido aula a aula. A sequência didática em caráter investigativo (SEI) foi desenvolvida em cinco unidades: Propagação de calor; Medindo trabalho e calor; Transformações gasosas; Primeiro princípio da Termodinâmica e Máquinas térmicas, subdivididas em dezesseis aulas. Foram utilizadas demonstrações investigativas, laboratório aberto, simuladores e vídeo. Cada atividade compunham-se de situações problematizadoras envolvendo reflexões, discussões, ponderações, tomadas de decisões e principalmente a participação ativa dos alunos no processo de aprendizagem. / This research had as main goal elaborate and investigate the development of a didactic sequence that have investigative character in the Thermodynamics’ teaching, considering the potentialities of this methodology for the education. The knowledge available from the surveys about education in the teaching of Physics and in educational debates point to the need of changes in the traditional, straight and expository that Physics has been taught in classrooms. By the need to attract the attention of the students, and to increase the interest in Physics, its necessary to use methodologies that which value more and more the student participation, his previous knowledge, his ability of argumentation and the connection between teacher and student, and between the students themselves, in an investigative environment, into a process which learning science also involves the appropriation of scientific language and a knowledge about the construction of scientific knowledge, acquired from class to class. The didactic sequence in investigative character was develop in five units: Heat propagation; Measuring work and heat; Gaseous transformations; First principle of thermodynamics and thermal machines, subdivided into sixteen classes. Was used investigative demonstrations, outdoor laboratory, simulators and videos. Each activity was made with problems situations involving reflections, discussions, weightings, decision making, and especially the active participation of students in the learning process.

Orientadores: Maria Alvina Krähenbühl, Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T22:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_MatheusMaciel_M.pdf: 1974799 bytes, checksum: cced913200b0e245fb7dc04c7338b0da (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os parâmetros de solubilidade tridimensional definidos por Hansen são baseados em forças de dispersão entre as unidades estruturais, interações entre os grupos polares e de ligação de hidrogênio. Para compostos, tais como ésteres graxos que apresentam longas cadeias carbônicas, essa abordagem foi utilizada para obter as três coordenadas de parâmetros de solubilidade em termos de: uma parte de dispersão, uma parte polar e uma parte de ligação de hidrogênio. Está presente neste trabalho o método de contribuição de grupos proposto por Stefanis, para a estimativa dos parâmetros de solubilidade de Hansen de compostos orgânicos puros. Esse método de predição usa dois tipos característicos de grupos: grupos de primeira ordem, que descrevem a base estrutural molecular dos compostos e grupos de segunda ordem, que são baseados na teoria de conjugação e assim, melhoram a precisão das predições. Portanto esse método de contribuição de grupos garante a predição dos parâmetros de solubilidade de Hansen de uma ampla série de compostos orgânicos. Como há uma preocupação crescente em nível mundial para a proteção ambiental e de conservação dos recursos naturais não renováveis, ésteres graxos metílicos e etílicos (biodiesel) mostram grande potencial em aplicações como substitutos do diesel. Portanto, é empregada neste trabalho a metodologia utilizada por Hansen na determinação dos parâmetros de solubilidade para o caproato de etila, caprilato de etila, pelargonato de etila, laurato de etila e miristato de etila, utilizando o modelo matemático para otimização e o método de contribuição de grupos de Stefanis. O conhecimento dos parâmetros de solubilidade Hansen de ésteres etílicos graxos à temperatura ambiente pode, consequentemente, ajudar a aperfeiçoar sua aplicação como combustível ou solvente renovável e sustentável / Abstract: The three dimensional solubility parameters defined by Hansen are based on dispersion forces between structural units, interactions between the polar groups and hydrogen bonding. For compounds such as fatty esters that have long carbon chains, this approach was used to obtain the three coordinates of solubility parameters in terms of: part of dispersion, a polar part and a hydrogen bonding part. It is presented here the group contribution method proposed by Stefanis, to estimate the Hansen solubility parameters for pure organic compounds. This prediction method uses two kinds of characteristics groups: first order groups that describe the basic molecular structure of compounds and second order groups, which are based on the conjugation theory and improve the accuracy of predictions. So this group contribution method ensures the prediction of Hansen solubility parameters for a broad series of organic compounds. Because there is an increasing worldwide concern for environmental protection and for the conservation of nonrenewable natural resources, fatty acid methyl esters and fatty acid ethyl esters (biodiesel) show large potential applications as diesel substitutes. Therefore, it is used in this work the methodology for the determination of Hansen solubility parameters for ethyl caproate, ethyl caprylate, ethyl pelargonate, ethyl laurate and ethyl myristate, using the mathematical model for optimization and of group contribution Stefanis methods. Knowledge of Hansen solubility parameters of fatty acid ethyl esters at room temperature can therefore help to improve its use as a fuel or solvent renewable and sustainable / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Martín Aznar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T10:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_AlexBarreto_D.pdf: 10485061 bytes, checksum: 1bbe757a7cc410835bff5b7be09c251b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Vários são os interesses que têm impulsionado o investimento em novos processos de produção de fontes alternativas de energia: preocupação com o esgotamento de fontes limitadas de petróleo; dependência do mercado brasileiro de recursos estrangeiros, apelo a fontes renováveis de matéria prima e preocupações ambientais (Protocolo de Kyoto). Dentre as alternativas aos combustíveis fósseis, o biodiesel aparece como uma alternativa promissora. O biodiesel pode ser definido como sendo um mono-alquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos e gorduras, obtido através de processo de transesterificação, no qual ocorre a transformação de triacilgliceróis em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos, rendendo como subproduto o glicerol (ou glicerina). O biodiesel encontra-se registrado na Environmental Protection Agency (EPA-USA) como combustível e como aditivo para combustíveis e pode ser usado puro a 100% (B100), em mistura com o diesel de petróleo, por exemplo de 20% (B20), ou em uma proporção baixa (1 a 5%) como aditivo, sendo o seu uso possível sem nenhuma modificação nos motores convencionais. Inúmeros trabalhos vêm sendo desenvolvidos testando diferentes óleos, processos e misturas finais, mas para a correta avaliação destes trabalhos torna-se necessário caracterizar o produto obtido e reconhecer as diferenças presentes nas matérias primas capazes de alterar positivamente o resultado final. Além disso, torna-se necessário entender os equilíbrios líquido-líquido formados com as misturas e estudar os equilíbrios líquido-vapor envolvidos nas destilações necessárias para a purificação do biodiesel. Tais dados não são encontrados na literatura atualmente e inviabilizam a construção de plantas virtuais e a realização de simulações computacionais. Assim, o presente projeto visa apresentar uma caracterização de sistemas envolvidos na purificação do biodiesel, permitindo obter dados de equilíbrios líquido-líquido e líquido-vapor em sistemas contendo etanol, glicerol, biodiesel de óleo de soja (Bio-OS), biodiesel de óleo de mamona ( Bio-OM ), água e catalisador / Abstract: There are several concerns that have driven investment in new production processes for alternative energy sources: concern over the depletion of limited supplies of oil, dependence on the Brazilian market of foreign funds, call for renewable raw materials and environmental concerns (Protocol Kyoto). Among the alternatives to fossil fuels, biodiesel appears as a promising alternative. Biodiesel can be defined as a mono-alkyl ester of fatty acids derived from renewable sources such as vegetable oils and animal fats obtained through transesterification process, which occurs in the transformation of triacylglycerols into smaller molecules of fatty acid esters, yielding as a byproduct glycerol (or glycerin). Biodiesel is registered with the Environmental Protection Agency (EPA-USA) as fuel and fuel additive and can be used at 100% (B100), mixed with petroleum diesel, for example, 20% (B20) or in a low proportion (1-5%) as an additive, which makes their use possible without any modification in conventional engines. Numerous studies have been developed by testing different oils, processes and final mixtures, but for proper assessment of this work, it is necessary to characterize the product and recognize the differences present in the raw materials that can positively change the outcome. Moreover, it is necessary to understand the liquid-liquid equilibria formed with the mixtures and to study the vapor-liquid equilibria involved in distillation required for the purification of biodiesel. Such data are not found in the open literature and currently hinder the construction of virtual plants and conducting computer simulations. Thus, this project aims to present a characterization of systems involved in the purification of biodiesel, allowing to get data from liquid-liquid equilibria and vapor-liquid systems containing ethanol, glycerol, biodiesel from soybean oil ( Bio-SO) and biodiesel from castor oil ( Bio-CO), water and catalyst (NaOH) / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Eduardo Augusto Caldas Batista, Marcelo Lanza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CesarAugustoSodreda_D.pdf: 1528934 bytes, checksum: 876115f0d607a9ede4187d15d39c0054 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a investigação do comportamento de fases através da determinação de dados de equilíbrio líquido-líquido em diferentes sistemas graxos envolvidos na produção e purificação de biodiesel, além da correlação e avaliação desses dados empregando o modelo termodinâmico NRTL (non¿random, two¿liquid). Inicialmente, foram medidos experimentalmente os dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas binários e ternários envolvendo óleo vegetal + etanol + água, onde foram determinadas as linhas de solubilidade mútua, em uma faixa de temperatura de 25 ºC a 60 ºC. Os óleos vegetais investigados foram: óleo de canola, óleo de milho, óleo de pinhão manso (Jatropha curcas), e óleo de polpa de macaúba (Acrocomia aculeata). De acordo com os resultados, o aumento da temperatura dentro das condições experimentais analisadas favoreceu a miscibilidade óleo¿solvente em ambas as fases. Em uma segunda etapa, dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários e quaternários empregados no processo de desacidificação de óleos vegetais foram determinados. Tais dados de equilíbrio foram gerados em diferentes condições de temperatura e porcentagens de água no solvente. Os sistemas investigados foram: óleo de polpa de macaúba + ácido oléico + etanol + água e óleo de pinhão manso + ácido oléico + etanol + água. Os resultados mostraram que o coeficiente de distribuição do ácido oléico entre as fases foi mais afetado pelo conteúdo de água no solvente do que pela temperatura. Finalmente, foram determinados dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários de interesse na purificação de ésteres etílicos (biodiesel), produzidos pela transesterificação alcalina do óleo da polpa de macaúba. Os sistemas investigados foram: biodiesel de macaúba + etanol + glicerol e biodiesel de macaúba + etanol + água; sistemas encontrados durante a separação e a lavagem do biodiesel com água, respectivamente. Os resultados obtidos no processo de separação do biodiesel mostraram que o etanol é completamente solúvel no biodiesel e no glicerol, enquanto que o glicerol apresenta uma baixa solubilidade no biodiesel. Para o processo de lavagem do biodiesel, o aumento da temperatura, dentro da faixa estudada (25 ºC a 45 ºC), não contribuiu para a redução da região bifásica. Todos os dados de equilíbrio foram correlacionados utilizando o modelo NRTL, sendo o desvio global entre os dados calculados e experimentais inferior a 0,99%, mostrando a boa qualidade descritiva e aplicabilidade do modelo NRTL na análise de dados de equilíbrio líquido¿líquido / Abstract: This study aimed to investigate the phase behavior of liquid¿liquid equilibrium data for systems of relevance in biodiesel production and purification, as well as their correlation using the NRTL model (non¿random, two¿liquid). Initially, experimental liquid¿liquid equilibrium data were determined for binary and ternary systems composed of vegetable oil + ethanol + water, in which mutual solubility between vegetable oils and aqueous ethanol or anhydrous ethanol were investigated, at temperatures ranging from 25 ºC to 60 º C. The following vegetable oils were investigated: canola oil, corn oil, Jatropha curcas oil and macauba (Acrocomia aculeata) pulp oil. According to the results, an increase in temperature within the study ranges led to an increase in oil¿solvent miscibility in both phases. In the second part of this work, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in deacidification of vegetable oils were experimentally determined. These equilibrium data were analyzed in different temperature conditions and water mass fractions in the solvent. The following systems were investigated: macauba pulp oil + oleic acid + ethanol + water and Jatropha curcas oil + oleic acid + ethanol + water. The results indicated that the oleic acid distribution coefficients were more affected by water content in the alcoholic solvent than by temperature. Finally, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in biodiesel purification were measured. The biodiesel were produced by transesterification of macauba pulp oil with ethanol, using KOH as a homogeneous catalyst. In these studies, the following systems were investigated: macauba biodiesel + glycerol + ethanol and macauba biodiesel + ethanol + water. These systems are found in the separation and washing of biodiesel with water, respectively. From the results, it can be observed that biodiesel and glycerol were partially soluble in each other; however, the solubility of biodiesel in the glycerol phase was slightly greater than that of glycerol in the biodiesel phase. In the washing process of biodiesel, an increase in temperature within the range studied (25 ° C to 45 ° C) did not contribute to a reduction in biphasic region. The liquid¿liquid equilibrium experimental data were correlated using the NRTL model. In all these systems, the global deviations between calculated and experimental data were lower than 0.99 %, showing the good descriptive quality and applicability of the NRTL model in liquid¿liquid equilibrium data analyses / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T10:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_FabiodeAvila_D.pdf: 970161 bytes, checksum: a077327c93810f7256fa70cc909f83af (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A síntese de projeto conceitual é uma ferramenta importante na indústria de processos químicos. Este trabalho foi desenvolvido a partir do diagrama esquemático de LESHKOV et al. (2007) e estabelece as etapas gerais do ciclo de vida de uma planta de produção de 2,5 dimetilfurano (DMF). A síntese de rotas químicas, o desenvolvimento de processos (modelagem termodinâmica) e a engenharia de processos (definição dos equipamentos básicos para a avaliação técnica econômica) foram investigados. Um estudo termodinâmico do processo foi feito afim de determinar qual modelo de equilíbrio de fases seria adequado para representar o sistema. No sistema estudado (água, 1-butanol, hidroximetilfurfural, 2,5 dimetilfurano, cloreto de sódio, ácido clorídrico e frutose) tem-se o cloreto de sódio que afeta o equilíbrio de fases. Nesse trabalho, considerou o sal como molécula simples, não dissociada, ao invés de íons carregados distribuídos na solução. Isso possibilitou o uso do modelo UNIQUAC. O próximo passou foi estimar os parâmetros de interação binários do modelo escolhido a partir dos dados experimentais de equilíbrio líquido-líquido encontrados na literatura. Com esses parâmetros simulou-se o processo de produção de produção de DMF. Foi desenvolvido um processo de separação da água do butanol e do butanol e DMF. O balanço de massa e energia foi feito no simulador comercial de processos químicos UNISIMTM. A partir da análise econômica do processo de produção de 2,5 dimetilfurano o investimento de capital fixo estimado foi de US$ 96 milhões e de equipamento foi de US$ 20,6 milhões. Nessa condição o preço de venda de DMF sai a 2,6 U$$/kg e o custo a 1,89 US$/kg. Para essa condição a planta é viável economicamente, como referência do mercado com uma taxa de retorno de 15%/ano e tempo de retorno de 3,6 anos. O preço do DMF e o consumo de energia térmica são as variáveis chaves para a lucratividade da planta. Esta análise sugere que a produção de DMF a partir da frutose merece atenção dos investidores / Abstract: Conceptual process synthesis (CPS) is an important issue in chemical processing industries. This work was developed from the schematic diagram reported by LESHKOV et al. (2007) and assessed the general steps of the life cycle of an 2.5-dimethylfuran (DMF) industrial production project. Chemical route synthesis, process development (thermodynamic modeling) and process engineering (defining basic equipment for economic evaluation) are investigated.The process flow diagram (PFD) was made in the commercial process simulator UNISImTM. Thermodynamic study was done of the process in order to determine which model of phase equilibrium would be suitable to represent the system. In the studied system (fructose, 1-butanol, sodium chloride, water, chloride acid, hydroxymethylfurfural, 2,5 dimethylfuran) has the sodium chloride which affects the phase equilibrium. In this work, consider the salt as simple molecule, rather than distributed charged ions in the solution. This allows the use of the UNIQUAC model. The next step was to estimate the binary interaction parameters of the model chosen from the experimental data of liquid-liquid equilibrium from literature. With these parameters the production process for the production of DMF was simulated. Process separates water from the 1-butanol and water, 1-butanol and DMF. The material and energy balances were performed by UNISimTM software. Economic evaluation showed that a suitable operational condition could work with 174 mil tons/year of fructose and could produce 155 mil tons/year of DMF. The fixed capital investment in plant and equipment is estimated at US$ 96 million and US$ 20,6 million, respectively. The cost of DMF was 2.39 U$$/kg. For this analysis, the plant is economically feasible, from comparison with a reference market of 15.0 %/year (return on investment) with a 3.6 year payback period. The DMF value and the thermal energy consumption are key issues for a profitable operation of the plant. This analysis suggests that DMF production from fructose deserves serious consideration by investors / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Martin Aznar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santiago_RilviaSaraivade_M.pdf: 3763135 bytes, checksum: 92374e996f11beb024dd0dd1b103e2b1 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Uma etapa importante dentro dos processos na indústria petroquímica utiliza o solvente sulfolano na recuperação de hidrocarbonetos aromáticos de alta pureza. Estes compostos aromáticos são separados dos hidrocarbonetos alifáticos por meio da extração com solvente, já que a destilação é inviável. Dados experimentais do equilíbrio líquido-líquido multicomponente são essenciais para o projeto, a operação e a otimização dos processos de extração. Para sistemas ternários envolvendo hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos e sulfalano, existem vários estudos na literatura; entretanto, dados para sistemas quaternários e quinários soa ainda escassos, assim como também dados que envolvam hidrocarbonetos com número de carbonos maior do que nove. O objetivo principal deste trabalho foi determinar dados de equilíbrio líquido-líquido para sistemas quaternários do tipo alifático + alifático + aromático + sulfolano e quinários do tipo alifático + alifático + aromático + aromático + sulfolano a duas temperaturas, 25 e ¿40 GRAUS¿C. Os alifáticos usados foram nonano e undecano, enquanto os aromáticos foram benzeno, tolueno e m-xileno. Os experimentos foram feitos em células de equilíbrio líquido-líquido, mantendo a temperatura constante. A determinação experimental foi feita por cromatografia gasosa, com detecção por ionização de chama. A metodologia analítica foi validade pela reprodução experimental de dados da literatura contendo hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos e sulfolano para um sistema ternário, um quaternário e um quinário, todos a ¿25 GRAUS¿C... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: An important stage within the processes in the petrochemical industry uses the solvent sulfolane in the recovery of high-purity aromatic hydrocarbons. These aromatic compounds are separated from the aliphatic hydrocarbons through solvent extraction, since distillation is not suitable. Experimental data of the multicomponent liquid-liquid equilibrium are essential for the project, the operation and the optimization of the extraction process. For ternary systems involving aromatic hydrocarbon + aliphatic hydrocarbon + sulfolane there are several studies in the literature; however, data for quaternary and quinary systems are still scarce, as well as data involving hydrocarbons with carbon number greater than nine. The main objective of this work was to determine data of liquid-liquid equilibria for quaternary systems of the type aliphatic + aliphatic + aromatic + sulfalano and quinary of the type aliphatic + aliphatic + aromatic + aromatic + sulfolano at two temperatures, 25 and ¿40 DEGREES¿C. The aliphatic hydrocarbons were nonane and undecane, while the aromatics were benzene, toluene and m-xylene. The experimental determination was accomplished by gas chromatography, with flame ionization detection. The experimental methodology was validated through the experimental reproduction of the literature data involving aromatic hydrocarbons, aliphatic and sulfolane for a ternary system, a quaternary one and a quinary one at ¿25 DEGREES¿C... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Watson Loh / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T21:50:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sassonia_RogerioCorte_M.pdf: 3284014 bytes, checksum: 197516cc0b2912a8d5f63b8f74a2073e (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Martin Aznar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GeormennyRochados_D.pdf: 6068454 bytes, checksum: cec7ef302a02dcd6e8d3a8fc3f8c23e4 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Modelos termodinâmicos capazes de predizer dados de equilíbrio são indispensáveis na síntese e projeto de plantas e de processos químicos, pois pode ser observado, com muita freqüência, que poucos ou nenhum dado experimental estão disponíveis a custos acessíveis para as misturas a serem consideradas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma nova versão do modelo UNIFAC (Universal Quasi Chemical Functional-Group Activity Coefficient) para cálculo do coeficiente de atividade capaz de predizer dados de equilíbrio líquido-líquido e avaliar o desempenho deste método em representar tais dados de equilíbrio em substituição aos modelos de contribuição de grupo tradicionais. As modificações apresentadas para o modelo UNIFAC consistem em: (1) utilizar uma nova forma para o termo combinatorial, eliminando a correção de Staverman-Guggenheim; (2) fazer escolha criteriosa dos grupos funcionais com base em cálculos quânticos ab initio (grupos-abinitio) Os parâmetros de volume e área de grupos utilizados no modelo são calculados com base nos volumes e áreas superficiais de cada componente calculados utilizando modelo de solvatação PCM (Polarizable Continuum modelo) o novo modelo foi avaliado fazendo comparações entre suas predições dos dados de equilíbrio líquido-líquidoe as predições obtidas com os modelos:UNIFAC-original com parâmetros de Magnussen e colaboradores, UNIFAC-Dortmund e UNIFAC-Lyngby, utilizando um banco de dados contendo 334 sistemas, binários e ternários, em equilíbrio líquido-líquido e dados de equilíbrio líquido-líquidoenvolvendo aminoácidos determinados experimentalmente neste trabalho / Abstract: Thermodynamic models that are capable of predicting equilibrium data are indispensable in the synthesis and project design of chemical plants and processes, since it is often the case that few or no experimental data are available within reasonable costs for the mixtures under study. Therefore, the objective of this work is to develop a new version of the Universal Quasi Chemical Functional-Group Activity Coefficient (UNIFAC) model to calculate the activity coefficient capable of predicting liquid-liquid equilibrium data, and to evaluate the model's effectiveness in representing these data as compared to the traditional group contribution methods. The modifications to the UNIF AC model implemented in this work consisted in: (1) utilizing a new form for the combinatorial term, by eliminating the Staverman-Guggenheim correction; (2) choosing the functional groups by a judicious examination of ab initio quantum calculus results (ab initio-groups). The volume and area parameters of the groups utilized in the model are calculated taking into account the volumes and surface areas of each component, by using the solvation Polarizable Continuum Model (PCM). The new model was evaluated by comparing its predicted equilibrium liquid-liquid data values to those predicted by the following models: original-UNIF AC with parameters of Magnussen and collaborators, UNIF AC-Dortmund, and UNIF AC-Lyngby. This evaluation utilized a data base comprised of 400 systems, binary and temary, for liquidliquid equilibrium, and liquid-liquid equilibrium data involving amino acids experimentally determined in this work / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química