Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:49:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EdinaldoPereirada_D.pdf: 4582940 bytes, checksum: b5d62ff326925a182e795cd0f68caa90 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O processo de secagem consiste na eliminação, através da evaporação, de um líquido volátil contido em um sólido não volátil. O Spray Dryer é um equipamento de secagem, que utiliza o processo de atomização para aumentar a área de contato do produto a ser seco com o ar quente. Dentre suas vantagens podem-se destacar a redução do volume do produto e diminuição do seu peso, aumentando sua facilidade de armazenagem e transporte. Através de um disco girando a alta rotação, o fluido é atomizado em uma câmara gerando uma névoa que, em contato com o ar quente, vaporiza-se instantaneamente. Utilizando-se desse processo, são gerados produtos na forma de pó como, por exemplo, leite, café, ovo, sabão, suco de fruta, corantes e antibióticos. As técnicas disponíveis na literatura para o projeto da câmara são baseadas no tempo de contato do fluído com o ar de secagem e não com o diâmetro da névoa de atomização. Em função do diâmetro não adequado da câmara, o material pulverizado e não seco, pode aderir à parede e alterar a qualidade do produto. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um método experimental de baixo custo para determinar o diâmetro máximo de câmaras de secagem para spray dryer com bocal rotativo baseado no leque da névoa. Uma prancha de madeira com material adsorvente colocada abaixo do disco permitiu quantificar a distância da névoa. As variáveis estudadas para demonstrar o método foram à distância entre a prancha e o disco (200, 300 e 400 mm), os diâmetros dos discos (30, 40 e 50 mm), as rotações (16.800, 21.000 e 28.000 rpm) e as vazões de alimentação de água (2,88.10-3 m³/h e 1,96.10-3 m³/h). Os resultados obtidos apresentaram elevados coeficientes de correlação para os discos de 40 e 50 mm, no dimensionamento do diâmetro máximo da câmara de secagem, porém para o disco de 30 mm, comparado aos discos de 40 e 50 mm, apresentou baixo coeficiente de correlação independente da vazão e da rotação. Foi também possível observar que, com o disco de 30 mm obteve-se o maior raio de pulverização, em contrapartida, o disco de 50 mm apresentou o menor raio de pulverização. A unidade experimental permite quantificar variáveis em geral negligenciadas nos projetos e nem sempre desprezíveis como o ponto de entrada do material no disco, altura do disco, assim como o formato e área lateral do disco / Abstract: The drying process is the removal through evaporation of a volatile liquid contained in a non-volatile solid. The Spray Dryer is drying equipment which uses the atomization process to increase the contact area of the product to be dried with hot air. Among the advantages can be emphasized to reduce the volume of the product and its weight loss, improving storage and transport. Through a disk rotating at high speed, the fluid is atomized into a chamber generating a mist which, in contact with the hot air, vaporizes instantly. Using this process products are generated in powder form, for example, milk, coffee, egg, soap, fruit juice, coloring agents and antibiotics. The techniques available in the literature for the design of the camera are based on the time of contact of the fluid with air drying rather than the diameter of the spray mist. Depending on the diameter of the chamber is not adequate, the sprayed material and not dried can adhere to the wall and changes the quality of the product. This study aimed to develop an experimental method of low cost to determine maximum diameter of drying chambers to spray dryer with rotary nozzle based on the range of the mist. A wooden plank with adsorbent material placed below the disc allowed quantifying the distance fog. The variables studied to demonstrate the method, were the distance between the board and the disk (200, 300 and 400 mm), the diameters of the discs (30, 40 and 50 mm), rotations (16,800, 21,000 and 28,000 rpm) and flow rates of water supply (2.88.10-3 m³/h 1.96.10-3 m³/h). The results showed high correlation coefficients for the discs 40 and 50 mm, the dimensioning of the maximum diameter of the drying chamber, but to the disk of 30 mm, compared to discs 40 and 50 mm showed a low correlation coefficient independent flow and rotation. It was also observed that, with the disc of 30 mm was obtained the greatest radius spraying; by contrast, a 50 mm disk had the smallest radius of spraying. The experimental unit used to quantify the variables generally neglected in the design and also worthless as not always the point of entry of the material on the disc, disc height, as well as the shape and the side area of the disc / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_FernandaGuerreiro_D.pdf: 3354718 bytes, checksum: 228e7538a669fc1706f8b7b0c0093c3d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo agrícola que ocupa um lugar de destaque em vários países, pela sua abundância, fácil acessibilidade e baixo custo. No Brasil, estima-se uma produção anual de aproximadamente 140 milhões de toneladas de bagaço sendo que apenas 8,5 milhões de toneladas são convertidas em energia. Dessa forma, mesmo utilizando a maior parte do bagaço como combustível nas próprias destilarias, o excedente é ainda bastante significativo e pode ser empregado na manufatura de produtos de alto valor agregado. Visando o reaproveitamento deste resíduo, o presente trabalho teve como objetivo analisar a influência da antraquinona nos tratamentos alcalinos baseado num estudo termocinético. Foi realizada uma análise de variância (ANOVA) e um planejamento fatorial 23 e os resultados dessas análises mostraram que as melhores condições de tratamento foram obtidas com a polpação alcalina na presença de antraquinona. A influência da antraquinona foi investigada através de análises termogravimétricas (TGA) e métodos quantitativos foram aplicados aos termogramas com o objetivo de determinar a energia de ativação aparente (Ea) referente à degradação térmica do bagaço de cana in natura e do bagaço tratado com soda na presença e ausência de antraquinona. A energia de ativação aparente (Ea) foi calculada usando o método de FLYNN & WALL (ASTM 1641) considerando condições dinâmicas, atmosfera inerte (N2) e taxas de aquecimento 1,2,5 e 10°C/min. O bagaço de cana tratado na melhor condição de polpação apresentou energia de ativação aparente (Ea) mais elevada. Sendo assim, a melhor condição para o bagaço de cana foi obtida na polpação alcalina com 9% de soda e 0,3% de antraquinona durante 3 horas, a qual apresentou quantidade de lignina residual igual a 1,44%, porcentagem de celulose 95% e energia de ativação aparente (Ea) entre 164 e 188 KJ.mol-1, variando de acordo com as taxas de aquecimento analisadas / Abstract: Sugarcane bagasse is an agricultural residue highlighted in several countries for its abundance, easy accessibility and low cost. In Brazil, the estimated annual production is approximately 140 million tons of bagasse with only 8,5 million tons are converted into energy. Thus, even using most of the bagasse as fuel in their own distilleries, the overplus is still quite significant and can be used in the manufacture of products with high added value. In order to reuse this waste, this work aimed to compare the processes of soda and organosolv pulping and analyze the influence of anthraquinone in alkaline treatments, since these are the most prominently used in pulp production of high quality. Analysis of variance (ANOVA) and 23 factorial design were performed and results of these analysis showed that the best treatment conditions were obtained with the alkaline pulping with anthraquinone. The influence of anthraquinone was investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and quantitative methods were applied to the thernograms in order to determine the apparent activation energy (Ea) on the thermal degradation of sugar cane bagasse and treated with soda in presence and absence anthraquinone. The apparent activation energy (Ea) was calculated using the FLYNN & WALL (ASTM 1641) method considering dynamic conditions, inert atmosphere (N2) and heating rates 1,2,5 and 10°C/min. The treated bagasse by the best condition pulping showed apparent activation energy (Ea) higher. Thus, the best condition for bagasse alkaline pulping was obtained with 9% sodium hydroxide and 0,3% anthraquinone for 3 hours, which exhibited amount of residual lignin 1,166%, cellulose contents 92,54% and apparent activation energy (Ea) ranging with the heating rates between 164 and 188KJ.mol-1 / Doutorado / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T23:08:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BertoJunior_CarlosAntonio_D.pdf: 2425966 bytes, checksum: 071fb6c53f93b46c3eddd3e485d7d69d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O trabalho apresenta a metodologia aplicada à automação de partes do processo de inspeção das tubulações de gasodutos, utilizando técnicas de processamento de imagem para identificar corrosão. Como o gás natural possui alguns contaminantes que, além de serem corrosivos, comprometem a qualidade para o consumo, dessa forma, a condensação de água residual presente no gás pode iniciar um processo corrosivo localizado, que acarreta prejuízo à estrutura dos gasodutos. Devido à grande extensão dos dutos, os corrosivos comprometem a qualidade do gás e causam grandes transtornos de ordem operacional. Para avaliar a redução da espessura da parede metálica do duto, proveniente de efeitos corrosivos foi avaliada imagens, que são processadas digitalmente e analisadas por um software desenvolvido para tal finalidade que é utilizado na verificação das imagens e, ao mesmo tempo, na identificação das não-conformidades presentes e na orientação do processo de manutenção. Atualmente as técnicas adotadas para tal avaliação consistem na inclusão de um corpo de prova, conhecido como pipeline inspection gauge (PIG), com varredura por meio de ultra-som, termografia, sensores ópticos, sensores de efeito Hall e sensores para análise de resistência elétrica, além de levantamentos de campo especiais realizados sobre a superfície do solo. Assim, o presente trabalho teve como norteador a otimização do processo de detecção, com vistas à redução de custos e precisão na identificação das falhas. Para tal, foi implementado um PIG autônomo para o monitoramento contínuo da região interna dos dutos dotado de câmeras infra-vermelho, o que diferencia este equipamento dos atuais para o mesmo fim. As câmeras fornecem imagens que são processadas digitalmente e gravadas em uma memória não-volátil presente no equipamento. Um software é utilizado para verificar as imagens e, ao mesmo tempo, identificar as não-conformidades presentes. Estas informações serão utilizadas como orientador na tomada de decisão acerca do processo de manutenção que deverá ser utilizado para a solvência dos problemas encontrados / Abstract: This thesis presents a methodology applied to automate the pipeline inspection process, using image processing techniques to identify the corrosion. As natural gas has some contaminants, besides being corrosive, affect the quality for consumption, thus the condensation of residual water present in the gas corrosion process can initiate a localized, which results in damage to the pipeline structure. Due to the large extension of the ducts, the corrosive affect the quality of the gas and cause major disruptions in operational order. To evaluate the reduction of the wall thickness of the metal, from the corrosive effects were evaluated images which are digitally processed and analyzed by software developed for this purpose which is used to verify the images and at the same time, the identification the problems and guidance of maintenance process. Currently the techniques adopted for this assessment consist to insert a robot, known as pipeline inspection gauge (PIG) with scanning through ultrasound, thermography, optical sensors, Hall Effect sensors and sensors for electrical resistance analysis, plus special field surveys conducted on the soil surface. Thus, the present study was guiding to reduce the costs for maintenance and provide a precise identification of failures. It was implemented a standalone PIG for continuous monitoring of the internal region of the ducts, that fitted with infra-red cameras, what distinguishes this machine from the current for the same purpose. The cameras provide images that are digitally processed and stored in a nonvolatile memory in this machine. The software is used to verify the images and at the same time, identify nonconformities present. This information will be used as a guide in making decisions about the maintenance process that should be used for the solvency of the problems encountered / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química