A adsorção em leito fixo de carvão ativado granular é uma das mais importantes alternativas para a remoção de compostos orgânicos voláteis em efluentes aquosos, em concentrações baixas. O objetivo deste trabalho é colocar em funcionamento uma unidade piloto de adsorção e desenvolver uma metodologia para avaliar o comportamento de adsorventes nesta planta como a usada no projeto de unidades de adsorção de leito fixo. Esta planta piloto possui uma coluna de 20 mm de diâmetro interno, encamisada. Ela é equipada com espectrofotômetro UV on-line, que permite a medida da concentração de componentes orgânicos voláteis na corrente de efluente. Também, possui módulos para a aquisição de dados de temperatura, vazão e pressão diferencial. Nessa planta, foram realizados experimentos, à temperatura ambiente, para aquisição de curvas de ruptura experimentais da adsorção de tolueno de uma corrente aquosa, em um leito fixo de carvão ativado. O leito era composto por um carvão ativado granular (8 x 12 mesh). Diferentes alturas de leito (5 e 10 cm) e vazões ( 0,8 e 1,6 L.h-1) foram testados, mantendo a concentração de tolueno na alimentação em aproximadamente 50 ppm. Concomitantemente, foram realizados testes para a caracterização do adsorvente, obtendo-se 15,4 % de conteúdo de umidade e 8,7 % de cinzas, massa específica bulk de 0,5 g.mL-1, massa específica real de 1,72 g.mL-1 e 681 m2.g-1 de área superficial A estimação da difusividade mássica e do coeficiente de transferência de massa referente à fase sólida foram obtidos através de dados de testes cinéticos, obtendo-se, respectivamente, os valores médios de 6,1 cm2.h-1 e 0,0162 cm.h-1. As alturas das zonas de transferência de massa obtidas para a vazão de 0,8 L.h-1 aumentaram com o aumento da altura do leito, indicando comportamento de padrões proporcionais. Além disso, analisaram-se dados preliminares de pressão diferencial no leito, que indicam que ela aumentou enquanto havia adsorção. A metodologia desenvolvida poderá ser aplicada para estudar a adsorção com outros pares adsorvente/adsorvato.

A adsorção em leito fixo de carvão ativado granular é uma das mais importantes alternativas para a remoção de compostos orgânicos voláteis em efluentes aquosos, em concentrações baixas. O objetivo deste trabalho é colocar em funcionamento uma unidade piloto de adsorção e desenvolver uma metodologia para avaliar o comportamento de adsorventes nesta planta como a usada no projeto de unidades de adsorção de leito fixo. Esta planta piloto possui uma coluna de 20 mm de diâmetro interno, encamisada. Ela é equipada com espectrofotômetro UV on-line, que permite a medida da concentração de componentes orgânicos voláteis na corrente de efluente. Também, possui módulos para a aquisição de dados de temperatura, vazão e pressão diferencial. Nessa planta, foram realizados experimentos, à temperatura ambiente, para aquisição de curvas de ruptura experimentais da adsorção de tolueno de uma corrente aquosa, em um leito fixo de carvão ativado. O leito era composto por um carvão ativado granular (8 x 12 mesh). Diferentes alturas de leito (5 e 10 cm) e vazões ( 0,8 e 1,6 L.h-1) foram testados, mantendo a concentração de tolueno na alimentação em aproximadamente 50 ppm. Concomitantemente, foram realizados testes para a caracterização do adsorvente, obtendo-se 15,4 % de conteúdo de umidade e 8,7 % de cinzas, massa específica bulk de 0,5 g.mL-1, massa específica real de 1,72 g.mL-1 e 681 m2.g-1 de área superficial A estimação da difusividade mássica e do coeficiente de transferência de massa referente à fase sólida foram obtidos através de dados de testes cinéticos, obtendo-se, respectivamente, os valores médios de 6,1 cm2.h-1 e 0,0162 cm.h-1. As alturas das zonas de transferência de massa obtidas para a vazão de 0,8 L.h-1 aumentaram com o aumento da altura do leito, indicando comportamento de padrões proporcionais. Além disso, analisaram-se dados preliminares de pressão diferencial no leito, que indicam que ela aumentou enquanto havia adsorção. A metodologia desenvolvida poderá ser aplicada para estudar a adsorção com outros pares adsorvente/adsorvato.

A adsorção em leito fixo de carvão ativado granular é uma das mais importantes alternativas para a remoção de compostos orgânicos voláteis em efluentes aquosos, em concentrações baixas. O objetivo deste trabalho é colocar em funcionamento uma unidade piloto de adsorção e desenvolver uma metodologia para avaliar o comportamento de adsorventes nesta planta como a usada no projeto de unidades de adsorção de leito fixo. Esta planta piloto possui uma coluna de 20 mm de diâmetro interno, encamisada. Ela é equipada com espectrofotômetro UV on-line, que permite a medida da concentração de componentes orgânicos voláteis na corrente de efluente. Também, possui módulos para a aquisição de dados de temperatura, vazão e pressão diferencial. Nessa planta, foram realizados experimentos, à temperatura ambiente, para aquisição de curvas de ruptura experimentais da adsorção de tolueno de uma corrente aquosa, em um leito fixo de carvão ativado. O leito era composto por um carvão ativado granular (8 x 12 mesh). Diferentes alturas de leito (5 e 10 cm) e vazões ( 0,8 e 1,6 L.h-1) foram testados, mantendo a concentração de tolueno na alimentação em aproximadamente 50 ppm. Concomitantemente, foram realizados testes para a caracterização do adsorvente, obtendo-se 15,4 % de conteúdo de umidade e 8,7 % de cinzas, massa específica bulk de 0,5 g.mL-1, massa específica real de 1,72 g.mL-1 e 681 m2.g-1 de área superficial A estimação da difusividade mássica e do coeficiente de transferência de massa referente à fase sólida foram obtidos através de dados de testes cinéticos, obtendo-se, respectivamente, os valores médios de 6,1 cm2.h-1 e 0,0162 cm.h-1. As alturas das zonas de transferência de massa obtidas para a vazão de 0,8 L.h-1 aumentaram com o aumento da altura do leito, indicando comportamento de padrões proporcionais. Além disso, analisaram-se dados preliminares de pressão diferencial no leito, que indicam que ela aumentou enquanto havia adsorção. A metodologia desenvolvida poderá ser aplicada para estudar a adsorção com outros pares adsorvente/adsorvato.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-21T13:24:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 440300 bytes, checksum: d4ce33fa8159ba626afa898cd79f6df6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T13:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 440300 bytes, checksum: d4ce33fa8159ba626afa898cd79f6df6 (MD5) Previous issue date: 2000-12-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O processo de remoção de colesterol da gordura de leite por adsorção em sílica gel foi avaliado como uma alternativa para a elaboração de produtos lácteos com baixo teor de colesterol. A remoção do colesterol do óleo de manteiga foi estudada em colunas de diâmetro interno de 22 mm, que foram preparadas “in loco” usando 10,0 g, 12,5 g e 15,0 g de sílica, utilizando as temperaturas de 70oC, 80oC e 90oC para a sílica gel com duas granulometrias, que foram de 5 μm a 40 μm e de 45 μm a 60 μm. Os dados experimentais mostraram que é possível produzir óleo de manteiga com uma redução de até 95% na concentração de colesterol nas primeiras frações da fase móvel. Adsorção de até 10,1 mg de colesterol injetado por grama de sílica foi obtida, equivalente a 3,1 mL de óleo produzido para cada grama do adsorvente para a sílica de menor granulometria. Para a sílica de maior granulometria foi adsorvido até 6,9 mg de colesterol injetado por grama do adsorvente, isto é, uma relação de até 1,7 mL de óleo de manteiga por grama de sílica de maior granulometria. Foi possível verificar que nos tratamentos testados, a concentração de produtos da oxidação do colesterol foram inferiores a 10 μg/g de óleo para o óxido 25-hidroxicolesterol e 5 μg/g de óleo para o óxido 7-β-hidroxicolesterol logo após o processo. Portanto, com base nos resultados, pode-se afirmar que a técnica é uma alternativa promissora para a remoção de colesterol da gordura do leite. / The process of cholesterol removal of milk fat by adsorption on sílica gel was evaluated as an alternative for the ''cholesterol-reduced" elaboration of milk products. Cholesterol removal of butter oil was studied in columns of same diameter, with variations in the height of the bed, the temperature and the particles size distribuition of the sílica. The columns were prepared “in loco” with 10,0 g, 12,5 g and 15,0 g of sílica, temperatures used were 70oC, 80oC and 90oC and particles size distribuition for the sílica was of 5 μm to 40 μm and 45 μm to 60 μm. The experimental data showed that it is possible to produce butter oil with a reduction of up to 95 % in the cholesterol concentration for the first eluated. Adsorption of up to 10,1 mg of injected cholesterol for each gram of sílica or a relationship of up to 3,1 mL cholesterol reduced butter oil produced for each gram of the adsorvent was obtained for the sílica of smaller particle size distribution and a relationship of up to 6,9 mg of injected cholesterol for each gram of adsorvent or a relationship of up to 1,7 mL cholesterol reduced butter oil produced for each gram of the sílica was obtained for the sílica of larger particle size distribution. Analysis by HPLC determined that concentration of cholesterol oxides were below the detector limite (10 μg/g oil for the oxide 25-hidroxicolesterol and 5 μg/g oil for the oxide 7-β-hidroxicolesterol). / Dissertação importada do Alexandria

Este trabalho visa contribuir para o conhecimento dos consumos de energia em uma planta típica de produção de biodiesel. A energia consumida no processo de produção de um combustível deve ser compatível com aquela por ele disponibilizada em suas utilizações. Assim, avaliou-se a energia térmica teórica em kJ/kg envolvida na produção de uma unidade de massa de biodiesel comparando-a com o seu poder calorífico inferior (PCI). Às operações unitárias deste processo, foram aplicados os balanços de materiais e de energia como método para calcular a carga térmica em cada operação para determinar o consumo de energia. Para tanto foi necessário encontrar uma fórmula molecular representativa para o óleo e uma para o biodiesel, com cálculos partindo da massa molar de cada um. A aplicação dos cálculos do balanço de entalpia em algumas operações unitárias dependia dos valores das entalpias de formação do óleo e do biodiesel, que foram calculadas pelo princípio de Hess, através das reações de combustão. O consumo de vapor da planta de biodiesel foi calculado através da massa de vapor consumida em todo o processo sendo comparada com o consumo de biodiesel necessário para a produção desse vapor. O processo analisado consome 25% do biodiesel produzido para gerar suas necessidades de aquecimento, confirmando a utilização do biodiesel como combustível em termos energéticos. / This work aims at contributing to the knowledge of energy consumption in a typical plant of biodiesel production. The energy consumed in the production of fuel must be compatible to the one available in its updating. Therefore, the theoretical thermal energy involved in the production of a biodiesel mass unit in kJ/kg has been evaluated compared to its lower heat value (LHV). To the unitary operations of this process, the balance of materials and energy has been applied as a method to calculate the thermal charge in each operation to determine the energy consumption. To do so, it was necessary to find representative molecular formulas for both oil and biodiesel, with calculations based on the molar mass of each. The application of the calculations of the enthalpy balance in some unitary operations depended on the values of the formation enthalpies of oil and biodiesel, which have been calculated through the principle of Hess, by means of the reactions of combustion. The consumption of steam from the biodiesel plant has been calculated through the steam mass consumed all over the process being compared to the necessary consumption of biodiesel to produce this steam. The analyzed process consumes 25% of the biodiesel produced to generate its heating necessities, confirming the use of biodiesel as fuel in energy terms.

Nos últimos anos, os processos de separação por membranas têm recebido atenção especial frente a outras alternativas de operações unitárias de separação. Isto se deve às várias características únicas típicas destes processos, o que os torna muito competitivos economicamente quando comparados com processos de separação já bem estabelecidos. A alta seletividade, flexibilidade de operação, maior facilidade para a separação de compostos termolábeis, dentre outras vantagens, trazem como conseqüência o uso das membranas como alternativas promissoras em vários ramos da Engenharia Química, e até mesmo em diversas áreas do conhecimento, tais como Medicina, Farmácia, Biotecnologia, Indústria Aeroespacial, dentre muitas outras.Aliada a estas características, as técnicas de simulação fluidodinâmica têm também crescido, principalmente devido ao aumento na capacidade de processamento dos computadores modernos. Por causa da ainda recente impossibilidade de obter-se uma solução analítica completa para a grande maioria dos escoamentos, as técnicas numéricas, quando combinadas com o pré-processamento (definição do problema físico e condições de contorno), processamento (solução das equações governantes) e pós-processamento (visualização e análise dos resultados), permitem a solução dos mais diversos tipos de problemas. No caso dos processos de separação envolvendo membranas, o grande interesse está focado no comportamento da camada limite de polarização por concentração, o qual é um fenômeno que comumente causa alguns problemas. Desta forma, o uso de uma ferramenta para a resolução de escoamentos complexos torna possível a compreensão destes fenômenos, aumentando em muito a qualidade do projeto e de possíveis tomadas de decisões em processos de separação envolvendo membranas.Neste trabalho, um programa de simulação fluidodinâmica comercial, chamado CFX, foi utilizado para realizar uma série de simulações de processos de separação com membranas, comparando-se os dados obtidos com aqueles presentes na literatura. Foram analisados alguns estudos de caso, dentre os quais: microfiltração tangencial de suspensão de partículas de sílica, escoamento de água em módulo de microfiltração para diferentes geometrias e ultrafiltração de soluto macromolecular (albumina de soro bovino ou BSA). Os resultados da microfiltração de partículas desílica e da ultrafiltração de BSA primeiramente foram comparados com dados experimentais, considerando-se a estrutura porosa da membrana nas simulações. Posteriormente os mesmos sistemas foram simulados levando-se em conta apenas o escoamento dentro do canal, e os resultados foram comparados com modelos clássicos de previsão de fluxo permeado presentes na literatura. Uma proposta para a simulação do fluxo através da correção do coeficiente de difusão da proteína BSA foi realizada, pois existem muito poucos modelos que tratam dos problemas relativos à separação de solutos de alta massa molar. Além disso, simulações de problemas envolvendo simples escoamentos foram também realizadas, de forma a avaliar o simulador frente às soluções analíticas destes problemas.Concluiu-se que o CFX é capaz de reproduzir resultados experimentais e teóricos com um bom grau de concordância, e que fatores como pressão transmembrana e parâmetros de turbulência afetam os resultados, bem como os desvios em relação aos experimentos e modelos testados. / In the last years, membrane separation processes have received a special attention when compared with other unit operations of separation. This is due to several unique features of these processes, which make them economically competitive with other even well-established separation processes. The high selectivity, the operation flexibility, the separation of thermo labile compounds, among other advantages, make the use of membranes a promising alternative in several branches of Chemical Engineering, and even in other areas of knowledge, such as Medicine, Pharmacy, Biotechnology, Aerospace Industry, among many others. Besides, the techniques of fluid dynamics simulation have also grown, especially due to increasing in computer processing capacity. Because of the impossibility in obtaining a complete analytical solution for most flow problems, a numerical procedure can be applied in order to achieve the solution. Concerning the membrane separation processes, the great interest is focused in the study of the concentration polarization boundary layer, a phenomenon that commonly causes flux decline and changes in membrane retention. Thus, the use of a tool which can be used to solve complex flow problems can help in the understanding of these phenomena, increasing the quality of the design of separation processes with membranes. In this work, a commercial fluid dynamics software, CFX, was used to carry out many membrane processes simulations, and the data obtained were compared with ones available in the literature. The following case studies were investigated: cross flow microfiltration of silica particles suspension, flow of water in microfiltration modules with different geometries and ultrafiltration of macromolecular solute (bovine serum albumin, or BSA). The results of microfiltration of silica particles suspension and ultrafiltration of BSA were firstly compared with experimental data, considering the porous structure of the membrane in these simulations. Later on, the same systems were simulated taken into account only the flow within the channel, and the results were compared with classical models for permeate flux prediction presented in the literature. A model to simulate flux by means of the correction of the diffusion coefficient of BSA protein was carried out, since there are only few models to treat the problems about separation of solutes with high molar mass.It has been concluded that CFX is able to reproduce experimental and theoretical results in a good concordance, and parameters such as transmembrane pressure and turbulence affect the results, as well as the deviations in relation to experiments and models tested.

Nos últimos anos, os processos de separação por membranas têm recebido atenção especial frente a outras alternativas de operações unitárias de separação. Isto se deve às várias características únicas típicas destes processos, o que os torna muito competitivos economicamente quando comparados com processos de separação já bem estabelecidos. A alta seletividade, flexibilidade de operação, maior facilidade para a separação de compostos termolábeis, dentre outras vantagens, trazem como conseqüência o uso das membranas como alternativas promissoras em vários ramos da Engenharia Química, e até mesmo em diversas áreas do conhecimento, tais como Medicina, Farmácia, Biotecnologia, Indústria Aeroespacial, dentre muitas outras.Aliada a estas características, as técnicas de simulação fluidodinâmica têm também crescido, principalmente devido ao aumento na capacidade de processamento dos computadores modernos. Por causa da ainda recente impossibilidade de obter-se uma solução analítica completa para a grande maioria dos escoamentos, as técnicas numéricas, quando combinadas com o pré-processamento (definição do problema físico e condições de contorno), processamento (solução das equações governantes) e pós-processamento (visualização e análise dos resultados), permitem a solução dos mais diversos tipos de problemas. No caso dos processos de separação envolvendo membranas, o grande interesse está focado no comportamento da camada limite de polarização por concentração, o qual é um fenômeno que comumente causa alguns problemas. Desta forma, o uso de uma ferramenta para a resolução de escoamentos complexos torna possível a compreensão destes fenômenos, aumentando em muito a qualidade do projeto e de possíveis tomadas de decisões em processos de separação envolvendo membranas.Neste trabalho, um programa de simulação fluidodinâmica comercial, chamado CFX, foi utilizado para realizar uma série de simulações de processos de separação com membranas, comparando-se os dados obtidos com aqueles presentes na literatura. Foram analisados alguns estudos de caso, dentre os quais: microfiltração tangencial de suspensão de partículas de sílica, escoamento de água em módulo de microfiltração para diferentes geometrias e ultrafiltração de soluto macromolecular (albumina de soro bovino ou BSA). Os resultados da microfiltração de partículas desílica e da ultrafiltração de BSA primeiramente foram comparados com dados experimentais, considerando-se a estrutura porosa da membrana nas simulações. Posteriormente os mesmos sistemas foram simulados levando-se em conta apenas o escoamento dentro do canal, e os resultados foram comparados com modelos clássicos de previsão de fluxo permeado presentes na literatura. Uma proposta para a simulação do fluxo através da correção do coeficiente de difusão da proteína BSA foi realizada, pois existem muito poucos modelos que tratam dos problemas relativos à separação de solutos de alta massa molar. Além disso, simulações de problemas envolvendo simples escoamentos foram também realizadas, de forma a avaliar o simulador frente às soluções analíticas destes problemas.Concluiu-se que o CFX é capaz de reproduzir resultados experimentais e teóricos com um bom grau de concordância, e que fatores como pressão transmembrana e parâmetros de turbulência afetam os resultados, bem como os desvios em relação aos experimentos e modelos testados. / In the last years, membrane separation processes have received a special attention when compared with other unit operations of separation. This is due to several unique features of these processes, which make them economically competitive with other even well-established separation processes. The high selectivity, the operation flexibility, the separation of thermo labile compounds, among other advantages, make the use of membranes a promising alternative in several branches of Chemical Engineering, and even in other areas of knowledge, such as Medicine, Pharmacy, Biotechnology, Aerospace Industry, among many others. Besides, the techniques of fluid dynamics simulation have also grown, especially due to increasing in computer processing capacity. Because of the impossibility in obtaining a complete analytical solution for most flow problems, a numerical procedure can be applied in order to achieve the solution. Concerning the membrane separation processes, the great interest is focused in the study of the concentration polarization boundary layer, a phenomenon that commonly causes flux decline and changes in membrane retention. Thus, the use of a tool which can be used to solve complex flow problems can help in the understanding of these phenomena, increasing the quality of the design of separation processes with membranes. In this work, a commercial fluid dynamics software, CFX, was used to carry out many membrane processes simulations, and the data obtained were compared with ones available in the literature. The following case studies were investigated: cross flow microfiltration of silica particles suspension, flow of water in microfiltration modules with different geometries and ultrafiltration of macromolecular solute (bovine serum albumin, or BSA). The results of microfiltration of silica particles suspension and ultrafiltration of BSA were firstly compared with experimental data, considering the porous structure of the membrane in these simulations. Later on, the same systems were simulated taken into account only the flow within the channel, and the results were compared with classical models for permeate flux prediction presented in the literature. A model to simulate flux by means of the correction of the diffusion coefficient of BSA protein was carried out, since there are only few models to treat the problems about separation of solutes with high molar mass.It has been concluded that CFX is able to reproduce experimental and theoretical results in a good concordance, and parameters such as transmembrane pressure and turbulence affect the results, as well as the deviations in relation to experiments and models tested.

Nos últimos anos, os processos de separação por membranas têm recebido atenção especial frente a outras alternativas de operações unitárias de separação. Isto se deve às várias características únicas típicas destes processos, o que os torna muito competitivos economicamente quando comparados com processos de separação já bem estabelecidos. A alta seletividade, flexibilidade de operação, maior facilidade para a separação de compostos termolábeis, dentre outras vantagens, trazem como conseqüência o uso das membranas como alternativas promissoras em vários ramos da Engenharia Química, e até mesmo em diversas áreas do conhecimento, tais como Medicina, Farmácia, Biotecnologia, Indústria Aeroespacial, dentre muitas outras.Aliada a estas características, as técnicas de simulação fluidodinâmica têm também crescido, principalmente devido ao aumento na capacidade de processamento dos computadores modernos. Por causa da ainda recente impossibilidade de obter-se uma solução analítica completa para a grande maioria dos escoamentos, as técnicas numéricas, quando combinadas com o pré-processamento (definição do problema físico e condições de contorno), processamento (solução das equações governantes) e pós-processamento (visualização e análise dos resultados), permitem a solução dos mais diversos tipos de problemas. No caso dos processos de separação envolvendo membranas, o grande interesse está focado no comportamento da camada limite de polarização por concentração, o qual é um fenômeno que comumente causa alguns problemas. Desta forma, o uso de uma ferramenta para a resolução de escoamentos complexos torna possível a compreensão destes fenômenos, aumentando em muito a qualidade do projeto e de possíveis tomadas de decisões em processos de separação envolvendo membranas.Neste trabalho, um programa de simulação fluidodinâmica comercial, chamado CFX, foi utilizado para realizar uma série de simulações de processos de separação com membranas, comparando-se os dados obtidos com aqueles presentes na literatura. Foram analisados alguns estudos de caso, dentre os quais: microfiltração tangencial de suspensão de partículas de sílica, escoamento de água em módulo de microfiltração para diferentes geometrias e ultrafiltração de soluto macromolecular (albumina de soro bovino ou BSA). Os resultados da microfiltração de partículas desílica e da ultrafiltração de BSA primeiramente foram comparados com dados experimentais, considerando-se a estrutura porosa da membrana nas simulações. Posteriormente os mesmos sistemas foram simulados levando-se em conta apenas o escoamento dentro do canal, e os resultados foram comparados com modelos clássicos de previsão de fluxo permeado presentes na literatura. Uma proposta para a simulação do fluxo através da correção do coeficiente de difusão da proteína BSA foi realizada, pois existem muito poucos modelos que tratam dos problemas relativos à separação de solutos de alta massa molar. Além disso, simulações de problemas envolvendo simples escoamentos foram também realizadas, de forma a avaliar o simulador frente às soluções analíticas destes problemas.Concluiu-se que o CFX é capaz de reproduzir resultados experimentais e teóricos com um bom grau de concordância, e que fatores como pressão transmembrana e parâmetros de turbulência afetam os resultados, bem como os desvios em relação aos experimentos e modelos testados. / In the last years, membrane separation processes have received a special attention when compared with other unit operations of separation. This is due to several unique features of these processes, which make them economically competitive with other even well-established separation processes. The high selectivity, the operation flexibility, the separation of thermo labile compounds, among other advantages, make the use of membranes a promising alternative in several branches of Chemical Engineering, and even in other areas of knowledge, such as Medicine, Pharmacy, Biotechnology, Aerospace Industry, among many others. Besides, the techniques of fluid dynamics simulation have also grown, especially due to increasing in computer processing capacity. Because of the impossibility in obtaining a complete analytical solution for most flow problems, a numerical procedure can be applied in order to achieve the solution. Concerning the membrane separation processes, the great interest is focused in the study of the concentration polarization boundary layer, a phenomenon that commonly causes flux decline and changes in membrane retention. Thus, the use of a tool which can be used to solve complex flow problems can help in the understanding of these phenomena, increasing the quality of the design of separation processes with membranes. In this work, a commercial fluid dynamics software, CFX, was used to carry out many membrane processes simulations, and the data obtained were compared with ones available in the literature. The following case studies were investigated: cross flow microfiltration of silica particles suspension, flow of water in microfiltration modules with different geometries and ultrafiltration of macromolecular solute (bovine serum albumin, or BSA). The results of microfiltration of silica particles suspension and ultrafiltration of BSA were firstly compared with experimental data, considering the porous structure of the membrane in these simulations. Later on, the same systems were simulated taken into account only the flow within the channel, and the results were compared with classical models for permeate flux prediction presented in the literature. A model to simulate flux by means of the correction of the diffusion coefficient of BSA protein was carried out, since there are only few models to treat the problems about separation of solutes with high molar mass.It has been concluded that CFX is able to reproduce experimental and theoretical results in a good concordance, and parameters such as transmembrane pressure and turbulence affect the results, as well as the deviations in relation to experiments and models tested.

Este trabalho visa contribuir para o conhecimento dos consumos de energia em uma planta típica de produção de biodiesel. A energia consumida no processo de produção de um combustível deve ser compatível com aquela por ele disponibilizada em suas utilizações. Assim, avaliou-se a energia térmica teórica em kJ/kg envolvida na produção de uma unidade de massa de biodiesel comparando-a com o seu poder calorífico inferior (PCI). Às operações unitárias deste processo, foram aplicados os balanços de materiais e de energia como método para calcular a carga térmica em cada operação para determinar o consumo de energia. Para tanto foi necessário encontrar uma fórmula molecular representativa para o óleo e uma para o biodiesel, com cálculos partindo da massa molar de cada um. A aplicação dos cálculos do balanço de entalpia em algumas operações unitárias dependia dos valores das entalpias de formação do óleo e do biodiesel, que foram calculadas pelo princípio de Hess, através das reações de combustão. O consumo de vapor da planta de biodiesel foi calculado através da massa de vapor consumida em todo o processo sendo comparada com o consumo de biodiesel necessário para a produção desse vapor. O processo analisado consome 25% do biodiesel produzido para gerar suas necessidades de aquecimento, confirmando a utilização do biodiesel como combustível em termos energéticos. / This work aims at contributing to the knowledge of energy consumption in a typical plant of biodiesel production. The energy consumed in the production of fuel must be compatible to the one available in its updating. Therefore, the theoretical thermal energy involved in the production of a biodiesel mass unit in kJ/kg has been evaluated compared to its lower heat value (LHV). To the unitary operations of this process, the balance of materials and energy has been applied as a method to calculate the thermal charge in each operation to determine the energy consumption. To do so, it was necessary to find representative molecular formulas for both oil and biodiesel, with calculations based on the molar mass of each. The application of the calculations of the enthalpy balance in some unitary operations depended on the values of the formation enthalpies of oil and biodiesel, which have been calculated through the principle of Hess, by means of the reactions of combustion. The consumption of steam from the biodiesel plant has been calculated through the steam mass consumed all over the process being compared to the necessary consumption of biodiesel to produce this steam. The analyzed process consumes 25% of the biodiesel produced to generate its heating necessities, confirming the use of biodiesel as fuel in energy terms.

Submitted by Marcio Filho (marcio.kleber@ufba.br) on 2016-06-07T13:38:55Z No. of bitstreams: 1 Elen_dissert_princ.pdf: 780037 bytes, checksum: 190cde1ac440feff303767a5c415a47b (MD5) / Approved for entry into archive by Uillis de Assis Santos (uillis.assis@ufba.br) on 2016-06-07T18:00:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Elen_dissert_princ.pdf: 780037 bytes, checksum: 190cde1ac440feff303767a5c415a47b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T18:00:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elen_dissert_princ.pdf: 780037 bytes, checksum: 190cde1ac440feff303767a5c415a47b (MD5) / O presente trabalho tem como objetivos estudar o subgrupo de todas as unidades de um anel de grupo integral bem como o subgrupo das unidades generalizadas; apresentar a relação entre estes subgrupos e o grupo das unidades. Verifica-se que o subgrupo das unidades generalizadas é exatamente o normalizador do subgrupo das unidades e que quando o grupo é periódico, o normalizador do subgrupo das unidades generalizadas é o próprio subgrupo. Além disso, serão caracterizados grupos para os quais se tenha o subgrupo das unidades bicíclicas sendo um subgrupo das unidades generalizadas. Finalmente, serão apresentados resultados que podem ser estendidos para a partir de e algumas relações entre as unidades hipercentrais de um anel de grupo integral e as unidades generalizadas.