Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-11T12:33:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InteracaoCfdDem.pdf: 2681948 bytes, checksum: b188acc52b2161b5a81d5b6d7c138a87 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T13:03:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InteracaoCfdDem.pdf: 2681948 bytes, checksum: b188acc52b2161b5a81d5b6d7c138a87 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T13:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InteracaoCfdDem.pdf: 2681948 bytes, checksum: b188acc52b2161b5a81d5b6d7c138a87 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fluidização de partículas é amplamente utilizada na indústria, principalmente devido às altas taxas de transferência de calor e massa entre as fases. O acoplamento entre a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics) e o Método dos Elementos Discretos (DEM – Discrete Element Method) tem se tornado atrativo para a simulação de fluidização, já que nesse caso o movimento das partículas é analisado de forma mais direta do que em outros tipos de abordagens. O grande problema do acoplamento CFD-DEM é a alta exigência computacional para rastrear todas as partículas do sistema, o que leva ao uso de estratégias de redução do tempo de simulação que em caso de utilização incorreta podem comprometer os resultados. O presente trabalho trata da aplicação do acoplamento CFD-DEM na análise de fluidização de alumina, que é um problema importante para o setor mineral. Foram analisados diversos parâmetros capazes de influenciar os resultados e o tempo de simulação como os passos de tempo, os modelos de arrasto, a distribuição granulométrica das partículas, a constante de rigidez, a utilização de partículas representativas com tamanho maior que o das partículas reais, etc. O modelo de força de interação DEM utilizado foi o modelo de mola e amortecedor lineares (LSD – Linear Spring Dashpot). Todas as simulações foram realizadas com o software ANSYS FLUENT 14.5 e os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais e da literatura. Tais resultados permitiram comprovar a capacidade do modelo linear LSD em predizer o comportamento global de leitos de alumina e reduzir o tempo de simulação, desde que os parâmetros do modelo sejam definidos de forma adequada. / The particle fluidization process is widely used in the industry, mainly due to the high heat and mass transfer rates between the phases. The coupling between the Computational Fluid Dynamics (CFD) and the Discrete Element Method (DEM) has become attractive for the simulation of fluidization, because in this case the particles movement is analyzed in a more direct way than in other types of approaches. The main problem with the CFD-DEM coupling is the high demand for computational capacity in order to track the movement of all the particles in the system, what it leads to the use of some strategies to reduce the simulation time which in case of incorrect usage can prejudice the results. The present work deals with the application of the CFD-DEM coupling in the analysis of alumina fluidization, which is an important problem for the mineral sector. It were analyzed several parameters capable of influencing the results and the simulation time like the time steps, the drag models, the particle size distribution, the spring constant, the usage of representative particles bigger than the actual particles, etc. The DEM model used was the Linear Spring Dashpot model (LSD). All the simulations were carried out with the software ANSYS FLUENT 14.5 and the results obtained were compared with experimental data and the data available in the literature. These results allowed to verify the capability of the Linear Spring Dashpot Model for predicting the global behavior of alumina beds and reducing the simulation time, since the model parameters are defined adequately.

Dada a complexidade hidrodinâmica de escoamentos gás-sólidos em leitos fluidizados muitas pesquisas têm sido realizadas abordando questões relativas a natureza altamente instável desse processo de fluidização. O conhecimento dessa hidrodinâmica permite estabelecer os parâmetros corretos para reação e transporte de massa em um reator de leito fluidizado, permitindo tomada de decisões à respeito do desempenho do reator. Modelos Eulerianos do contínuo, onde as fases coexistentes são tratadas como meios contínuos interpenetrantes, representam a aproximação mais prática para simular a hidrodinâmica de escoamentos gás-sólido em reatores de leito fluidizado. Aplicando-se procedimentos de médias de Euler obtêm-se os modelos hidrodinâmicos A e B desenvolvidos por GIDASPOW [27] do IIT/ANL, representando as equações conservativas e constitutivas de modelos de duas fases separadas para escoamentos gás-sólido. Neste trabalho, aplica-se um modelo Euleriano de duas fases separadas, desenvolvendo simulações numéricas para diferentes dimensões de colunas ascendentes de leito fluidizado circulante. Para resolução das equações discretas no domínio bidimensional, aplicam-se malhas refinadas. Analisam-se os efeitos nos resultados de simulação causados por essas malhas. Apresenta-se uma discussão geral sobre o modelo aplicado em torno dos resultados obtidos. / Due to the hydrodynamic complexity of gas-solid flows in fluidized beds, several researches have been conducted addressing issues concerning the highly unstable nature of this fluidization process. The knownledge of its hydrodynamics allows establishing the correct parameters for the reaction and mass transport in a fluidized bed reactor, improving its performance. Continuous Eulerian models, where the phases are treated as a continuum, represent the most practical approach to simulate the hydrodynamics of gas-solid flows in fluidized bed reactors. By applying Euler average procedures, it is possible to obtain the hydrodynamic models A and B, developed by GIDASPOW [27] at IIT/ANL. These models represent the conservative and constitutive equations for the models of two separate phases for gas-solid flows. In this work, an Eulerian two-fluids model is applied, developing numerical simulations for different risers of circulating fluidized bed. For the resolution of the discrete equations in the two-dimensional domain, refined meshes are used. An analysis of their effects on the results of the simulation is performed. A general discussion about the results obtained by the model applied is also presented.

Reatores de leito fluidizado circulante são caracterizados por escoamentos altamente heterogêneos e instáveis. Devido a isso, operam em regimes pseudo-estacionários ou estatisticamente permanentes, onde os parâmetros do escoamento oscilam em torno de valores médios bem definidos. Neste trabalho estuda-se o comportamento de uma solução numérica para um escoamento típico de reatores de leito fluidizado circulante na região estatisticamente permanente. A simulação numérica foi realizada com o modelo de dois fluidos. A partir dos dados de simulação são estabelecidas médias e auto-correlações para as várias variáveis de interesse, considerando-se diferentes tempos de simulação ou diferentes tempos de observação. A partir destes resultados discute-se a questão do tempo mínimo de simulação necessário para que os resultados temporais médios sejam representativos do processo. Embora os resultados sugiram que 10 segundos de fluidização sejam suficientes para a geração de resultados médios temporais representativos, uma demonstração mais rigorosa permanece por ser executada. / Circulating fluidized bed reactors are characterized by highly heterogenic and instable flow. Due to this flow, the reactors operate under either pseudo-stationary or statistically permanent patterns, where the flowing parameters vary among well defined average values. This paper aims to study the behavior of a numeric solution for a typical flow of circulating fluidized bed reactors in the statistically permanent region. The numeric simulation was performed with the two-fluid model. From the simulation data both average and self-correlations are established for several variables of interest, considering either different simulation time or different observation time. From these results, the minimum simulation time necessary is discussed, so that the average temporal results can be considered representative in the process. Although the results suggest 10 seconds of fluidization are enough to generate the average temporal results, a more rigorous demonstration is supposed to be executed.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:12:57Z : No. of bitstreams: 1 161460.pdf: 19920151 bytes, checksum: 228950743a454dab45a4058592ab6b37 (MD5) / No presente trabalho foram desenvolvidos estudos combinando processo biológico com pré ou pós-ozonização de efluentes têxteis, para avaliar a eficiência de remoção de DQO e COD, bem como a cor do efluente. Consistiu-se basicamente de duas etapas. Na primeira, foram realizados estudos com efluente têxtil sintético em reator aeróbio de leito fluidizado trifásico para remoção da matéria orgânica, seguido da ozonização, em batelada, das amostras da saída do processo biológico. E, na segunda, trabalhou-se com efluente industrial cedido pela Indústria Têxtil Damyller do município de Nova Veneza, no Sul do Estado de Santa Catarina, onde a ozonização precedeu o tratamento biológico. O acompanhamento dos processos de tratamento foram feitos por meio dos seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, sólidos suspensos, DQO, COD, turbidez, absorbância (cor), polissacarídeos (PS) e proteínas (PN) aderidos ao suporte e suspensos no efluente. Os resultados dos experimentos com efluente sintético demostraram a estabilidade do reator biológico. As eficiências médias de remoção de DQO e COD foram de 72,9% e 72%, respectivamente, para os ensaios realizados. O biofilme apresentou-se fortemente aderido ao suporte (OSBG), constatado pela alta relação PS/PN aderido, e, como conseqüência, uma baixa produção específica de lodo, em média de 0,12 mg de biomassa (PN suspensa)/ mg de DQO removida. Os sólidos suspensos produzidos pelo processo biológico interferiram na transferência de ozônio, demandando uma concentração maior do mesmo para atingir a descoloração do efluente. Mesmo assim, a ozonização mostrou-se bastante eficiente na descoloração do efluente, atingindo eficiências médias superiores a 83% de remoção da cor aparente, com a máxima concentração de ozônio aplicada. Durante a segunda etapa, tratamento com efluente industrial, foi aplicada uma pequena dose de ozônio, cerca de 7,5 mgO3/l, que combinada com o tratamento biológico atingiu uma descoloração média de 75%, da cor verdadeira. As concentrações de DQO e COD, normalmente, foram mais elevadas no efluente ozonizado do que no efluente bruto, devido a quebra das moléculas de corantes em compostos orgânicos menores pela ozonização. Esse aumento na biodegradabilidade do efluente melhorou a performance do reator biológico, que alcançou eficiências superiores a 80% de remoção de DQO e COD. A combinação dos processos, ozonização e tratamento biológico com reator aeróbio de leito fluidizado, representa uma alternativa interessante pela alta eficiência de remoção de matéria orgânica, com baixa produção de lodo, bem como a remoção de cor do efluente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6181.pdf: 2281247 bytes, checksum: ab77d4d6451a6d9054abc19310067ed2 (MD5) Previous issue date: 2014-03-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study aimed to evaluate the influence of the hydraulic retention time (HRT) on hydrogen production using crude glycerol as a substrate in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR ) . The reactor had a volume of 1979 cm3, which was varied HDT in eight stages: Stage I, II, III, IV, V, VI , VII, VIII with HDT of 14, 12 , 10,8 , 6, 4 , 2 and 1 hour. The temperature was controlled at 55 °C, fixing the substrate concentration in the amount of 5 gL -1 . The inoculum used was granular sludge from the thermophilic anaerobic reactor and upflow sludge blanket ( UASB ) for the treatment of vinasse, located at Usina São Martinho , Pradópolis - SP . The results showed that the yield of hydrogen (HY) remained constant between the HDT of 2h to 14h (1.2 H2.mol glycerol and 1.4 mol -1) HRT of 1h and the yield was higher ( 3 moles H2 . glycerol mol -1). The volumetric H2 production was increased with decreasing HRT , with its maximum value of 1508.7 mL.h - 1.L - 1 in lower applied TDH (1h) . The biogas produced was composed of CO2 and H2. The composition varied with the decrease in HRT from 14 to 2h (Step IVII ) in the first seven stages (14 to 2 h ), reaching a mean rate between 50 and 60%. In the last phase, which HRT was 1h , the percentage of H2 biogas reached the maximum value of 70 % . The major metabolites obtained during the first seven stages of operation of the reactor were: Acetic acid (4.5 to 18%), butyric acid (4.3 to 21% ), ethanol (14 to 29%) and 1,3-propanediol (34 to 50%). As for 1h note the HDT of the presence of propionic acid (56%), acetic acid ( 11.5%) and 1,3- propanediol ( 30%). / Este estudo teve como objetivo avaliar a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) sobre a produção de hidrogênio, utilizando glicerol bruto como substrato em reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF). O reator possuía um volume de 1979 cm3, no qual se variou o TDH em oitos fases: Fase I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII com os respectivos TDH de 14, 12, 10,8, 6, 4, 2, e 1 hora. A temperatura foi controlada à 55 oC, fixando a concentração no valor de 5 g.L-1 de DQO. O inóculo utilizado foi proveniente de lodo granulado do reator termofílico anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) para o tratamento de vinhaça, localizado na Usina São Martinho, Pradópolis-SP. Os resultados mostraram que o rendimento de hidrogênio (HY) permaneceu constante entre os TDH de 14h à 2h (1,2 e 1,4 mol H2.mol glicerol-1) e no TDH de 1h o rendimento foi maior (3 mol H2.mol glicerol-1). Já a produção volumétrica de H2, sob a pressão de à 1 atm e temperatura de 55 oC, teve aumento com a diminuição do TDH, sendo seu valor máximo de 1508,7 mL.h-1.L-1 no menor TDH aplicado (1h). O biogás teve como principias compostos CO2 e H2. A composição de H2 no biogás variou com a diminuição do TDH de 14 para 2h (Fase I a VII) nas sete primeiras fases (14 a 2 h) atingindo um valor médio percentual entre 50 e 60 %. Na última fase, cujo TDH foi de 1h, o percentual de H2 biogás atingiu o valor máximo de 70%. Os principais metabólitos obtidos durante as sete primeiras fases de operação dos reatores foram: ácido acético (4,5 a 18%), ácido butírico (4,3 a 21%), etanol (14 a 29%) e 1,3-propanodiol (34 a 50%). Já para o TDH de 1h nota-se a presença de ácido propiônico (56%), ácido acético (11,5%) e 1,3-propanodiol (30%).

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T18:55:37Z No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-30T19:05:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-30T19:05:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-30T19:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTCN.pdf: 1750863 bytes, checksum: 7f270955d14599a5df96c67c05642037 (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) / This study aimed to produce propionic acid, 1,3-propanediol and hydrogen in anaerobic fluidized bed reactor with grounded tire as support material for immobilization of biomass. The experiment took place during 278 days in six distinct phases distributed according to the hydraulic retention time (HRT), which ranged between 8 and 0.5 h. The reactor was maintained at mesophilic conditions (30 ° C) with controlled pH between 4.5 and 5.5 and crude glycerol as carbon source at a concentration of 5 g L-1. The inoculum used in the experiment was derived from the processing of poultry slaughterhouse wastewater station. The results show that the consumption of substrate conversion reached the highest value (89.8 %) in HRT of 6 hours. The biogas produced was composed of H2 and CO2 and the greatest recorded content of H2 has been reached (81.2%) in HRT of 4 hours. The principal soluble metabolite produced were propionic acid and 1,3-propanediol, with maximum yields of 1,77 and 0,82 mol.molglicerol -1, respectively. Both maximum yields were achieved in HRT of 8 h. At all stages of this work occurred predominantly propionic acid, with maximum molar percentage (96,9 %) achieved in HRT of 0,5 h. The second predominant metabolite obtained was 1,3- propanediol, achieving greater molar percentage (29.4%) in HRT of 6 hours. / O presente trabalho teve por objetivo produzir ácido propiônico, 1,3-propanodiol e hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidizado com pneu triturado como material suporte para adesão da biomassa. O experimento ocorreu durante 278 dias, em seis fases distintas distribuídas em função do tempo de detenção hidráulica (TDH), que variou entre 8 e 0,5 h. O reator foi mantido em condições mesofílicas (30 °C), com pH controlado entre 4,5 e 5,5 e possuía glicerol bruto como fonte de carbono na concentração de 5 g L-1. O inóculo utilizado no experimento foi proveniente de estação de tratamento de efluente de abatedouro de aves. Os resultados obtidos mostram que o consumo de substrato atingiu o maior valor de conversão (89,8 %) no TDH de 6 h. O biogás produzido foi composto de H2 e CO2, tendo o maior conteúdo de H2 registado (81,2 %) no TDH de 4 h. Os principais metabólitos solúveis obtidos foram ácido propiônico e 1,3-propanodiol com rendimentos máximos de 1,77 e 0,82 mol.molglicerol -1, respectivamente. Ambos os rendimentos máximos foram atingidos no TDH de 8 h. Em todas as fases apresentadas, ocorreu a predominância de ácido propiônico, sendo a maior porcentagem molar (96,9 %) atingida no TDH de 0,5 h. O segundo metabólito mais produzido foi o 1,3-propanodiol, alcançando maior porcentagem molar (29,4 %) no TDH de 6 h.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-08Bitstream added on 2014-06-13T19:11:27Z : No. of bitstreams: 1 martinelli_l_me_sjrp.pdf: 1675808 bytes, checksum: cfe68f960177993855a48c3037727299 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho foi construído e desenvolvido um secador de leito pulso-fluidizado que utilizou partículas inertes para a secagem de pastas e polpas de frutas. O sistema permitia o controle da vazão do ar de fluidização e de sua temperatura, da pulsação do ar e da vazão de injeção de pasta. Foram determinadas as curvas de fluidização de partículas de vidro e teflon no leito pulso-fluidizado sob diferentes configurações, bem como suas velocidades de mínima fluidização, as quais demonstraram-se próximas às curvas de um secador fluidizado convencional. Experimentos para a avaliação da agitação das partículas foram realizados para que fossem encontradas as melhores condições, determinando-se a existência ou não de pontos mortos no leito. Foi visto que as partículas pertenciam ao grupo D, segundo a classificação de Geldart (1973). Pasta de gesso foi seca no secador pulso-fluidizado para avaliação da produção de pó e do hold-up das esferas nas diferentes condições de operação, as quais tiveram como variáveis os períodos de injeção (fase ativa e inativa), ângulo da válvula borboleta que dava acesso do ar ao leito, temperatura do ar de secagem, velocidade do ar e vazão de pasta no leito. Foi observado que todas as variáveis testadas apresentaram influência na produção de pó e na quantidade de material aderido às partículas inertes. O secador pulsofluidizado foi testado também na secagem de suco e pastas de limão, maltodextrina e tomate, mostrando problemas de adesividade e, no caso de derivados de limão, aglomeração das partículas e colapso do leito. O secador foi utilizado ainda como vibro-fluidizado, quando o sistema de pulsação foi desligado e um sistema de vibração por eixos excêntricos foi acionado, constatando-se que o mesmo apresentou rendimento inferior ao pulso-fluidizado. Um secador do tipo spray dryer foi usado para a secagem... / For this work, a pulse fluidized bed drier that used inert particles for drying pastes and fruit pulps was constructed and developed. The system allowed for the control of fluidized air flow and its temperature, the air pulses and the paste injection flow. The fluidization curves and minimum velocity of fluidization of glass and Teflon particles were determined in the pulse fluidized bed. Experiments to evaluate the agitation of particles were done to find the best agitation conditions, determining the existence or not of dead spots in the bed. It was seen that the particles belonged to D group, as per Geldart (1973) classification. Plaster paste was dried in the pulse fluidized dryer to evaluate the production of powder and hold-up of the spheres under different operational conditions which were variations of the periods of paste injection (active and inactive phase), angle of the butterfly valve which gave air access to the bed, air drying temperature, air speed and paste flow. All tested variables influenced the powder production and the amount of material adhered to inert particles. The pulse fluidized bed drier was also tested for drying lemon juice and paste, maltodextrina and tomato, showing adhesive problems and, with the lemons, an agglomeration of particles and a collapsed bed. The dryer was also used as a vibro fluidized bed when the pulsation system was turned off and a vibration system with eccentric axles was set in motion, it was seen that the vibro fluidized bed had a lower yield than the pulse fluidized bed. A spray drier was used to dry lemon juice with maltodextrina, and it was found that a minimum of 65% of additional maltodextrina was needed. Physic-chemical testes were done from the powders obtained from the spray drying. These testes were for humidity, flowability, degree of agglomeration, higroscopicity, dispersibility, color determination and water activity... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5956.pdf: 2655473 bytes, checksum: dfaa0329652cfa24fb1dd3934c5b664b (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to evaluate the influence of hydraulic retention time (HRT), the origin of different inoculum (sludge from a UASB reactor for swine wastewater treatment and poultry slaughterhouse), and different carbon source (glucose, cassava processing wastewater and cheese whey) on the stability and efficiency of the anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) for producing hydrogen. Twelve identical reactors were used, and in two reactors the mixture of glucose with cheese whey (R1S, R2S) was used as a substrate, six reactors were used with mix cassava processing wastewater and glucose (R1M, R2M, R3M and R4M). It was evaluated use of cheese whey (R3S, R4S, R5s and R6S) and cassava processing wastewater (R5M and R6M). The AFBRs were inoculated with sludge from a UASB reactor used in the treatment of swine wastewater (R1S, R3S, R1M, R3M, R5S, R6S, R5M and R6M) and sludge from a UASB reactor that treated poultry slaughterhouse wastewater (R2S, R4S, R2M, R4M), both heat treated. Variations of HRT (12-1 h) and substrate concentrations were performed (2-15 g .L -1), with temperature control at 30 ° C. The reactors that used cheese whey as substrate showed a greatest potential for hydrogen production, with yields (HY) of 3.2 mmolH2.g-1COD (R6S) and 2.6 mmolH2.g-1COD (R5S) were obtained by applying a HRT of 6 and 14 hours, with a concentration of 3 and 5 g.L-1, respectively. Both substrates showed potential for the production of ethanol with yields (EtOHY) of 4.2 mmolEtOH.g-1COD (R6M) and 3.5 mmolEtOH.g-1COD (R2S). In the comparison between the two inocula used, both showed a balance in terms of hydrogen production, but in terms of ethanol production, the sludge from poultry slaughterhouse showed highest potential. By cloning and sequencing of the 16S rRNA gene for bacteria domain reactor R4S (whey), there was a predominance of the genus Selenomonas (69 % of the sequences) and Clostridium (8 % of the sequences). For the reactor R3M (glucose and cassava) analyzes cloning and sequencing of bacterial consortium revealed similarities with Lactobaccilus. As for the archaeal domain, the sequencing of the 16S rRNA gene had highly similar to the genus Methanobacterium (98.5 % and 95 % of the sequences), for R4S and R3M, respectively reactors. / O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH), da origem de diferentes inóculos (lodo de suínos e lodo de aves), e da fonte de carbono (glicose, manipueira e soro de queijo) sobre a estabilidade e eficiência do reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF) na produção de hidrogênio e etanol. Foram utilizados doze reatores idênticos, sendo que em dois reatores foram utilizados mistura de glicose com soro de queijo (R1S, R2S), seis reatores foram utilizados a mistura de água do processamento da mandioca (manipueira) e glicose (R1M, R2M, R3M e R4M). Também foi avaliado o uso individual do soro de queijo (R3S, R4S, R5S e R6S) e da manipueira (R5M e R6M). Os RALFs foram inoculados com lodo proveniente do tratamento de águas residuárias de suinocultura (R1S, R3S, R1M, R3M, R5S, R6S, R5M e R6M) e de águas residuárias do abatedouro de aves (R2S, R4S, R2M, R4M), ambos tratados termicamente. Foram realizadas variações de TDH (14-1 h) e concentrações de substrato (2- 15 g. L-1), com controle de temperatura a 30°C. Os reatores que utilizaram soro de queijo como substrato apresentaram um maior potencial para a produção de hidrogênio, com rendimentos (HY) de 3,2 mmolH2.g-1DQO (R6S) e 2,6 mmolH2.g-1DQO (R5S), por meio da aplicação de um TDH de 6 e 14 horas, com uma concentração de 3 e 5 g.L-1, respectivamente. Ambos os substratos apresentaram potencial para a produção de etanol, com rendimentos (EtOHY) de 4,2 mmolEtOH.g-1DQO (R6M) e 3,5 mmolEtOH.g-1DQO (R2S). Na comparação entre os dois inóculos utilizados, ambos apresentaram um equilíbrio em termos de produção de hidrogênio, porém em termos de produção de etanol, o lodo proveniente do abatedouro de aves apresentou um maior potencial. Por meio da clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S para o domínio bactéria do reator R4S (soro de queijo), houve a predominância do gênero Selenomonas (69% das sequências) e do gênero Clostridium (8% das sequências). Para o reator R3M (glicose e manipueira) as análises de clonagem e sequenciamento do consórcio bacteriano revelaram semelhanças com Lactobaccilus. Já para o domínio archaea, o sequenciamento do gene RNAr 16S, teve altas similaridades com gênero Methanobacterium (98,5% e 95% das sequências), para os reatores R4S e R3M, respectivamente.

Submitted by Nestor Proenza Perez null (nestor@feg.unesp.br) on 2016-07-25T14:02:32Z No. of bitstreams: 1 TESIS VERSÃO FINAL NESTOR PROENZA.pdf: 3806431 bytes, checksum: e67652e66d5b48b5104953feec776a66 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-07-28T12:09:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perez_np_dr_guara.pdf: 3806431 bytes, checksum: e67652e66d5b48b5104953feec776a66 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T12:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perez_np_dr_guara.pdf: 3806431 bytes, checksum: e67652e66d5b48b5104953feec776a66 (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi realizada a caracterização física, geométrica e fluidodinâmica do bagaço de cana-de-açúcar visando o projeto e dimensionamento de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante para pequena e média capacidade térmica (até 25 MW térmicos). As principais propriedades físicas e químicas como massa específica real, aparente e a granel, assim como os teores de umidade, cinzas, material volátil e carbono fixo presentes neste material foram determinadas aplicando normas vigentes para este tipo de resíduo. Também foi realizada uma caracterização geométrica através de técnicas de análise de imagens, determinando-se a esfericidade e razão de aspecto para todas as faixas de diâmetro de partículas estudadas, obtendo-se um valor médio de 0,39 no caso da esfericidade para o bagaço em seu estado natural. Através do estudo fluidodinâmico verificou-se que partículas de bagaço de cana com diâmetros característicos entre 0,59 – 9,5 mm não são fluidizáveis, apresentando uma tendência a coesão e formação de canais preferenciais. Foi constatado que o emprego dos modelos existentes até agora para a previsão da velocidade mínima de fluidização (Vmf), tanto para partículas de bagaço, quanto para misturas delas com material inerte, não preveem de forma adequada este parâmetro. Indicando erros entre 85% e mais de 100% em cada um desses caso, pelo que foram deselvolvidos dois novos modelos específicos para partículas de bagaço de cana e para misturas delas com areia, os quais previram com melhor exatidão os valores da (Vmf), com um erro máximo de 6,3%, para partículas de bagaço, e de até 30% para 88% das 25 condições experimentais testadas no caso de misturas. Conclui-se também que, para garantir uma boa fluidização, a fração em massa máxima de bagaço na mistura deve ser entre 2 - 5%. Uma nova metodologia é proposta baseada nos novos modelos desenvolvidos para a determinação da (Vmf), tornando possível o projeto e dimensionamento de gaseificadores de leito fluidizado borbulhante, sendo determinado que reatores trabalhando com misturas de bagaço e areia são 30% maiores que reatores empregando somente partículas de bagaço de cana-de-açúcar com uma eficiência a frio de 58,5%. / In this work is carried out a physical, geometric and fluid-dynamics characterization of sugarcane bagasse, aiming to design and sizing a bubbling fluidized bed gasifier for small and medium power (up to 25 MW thermal). The main physical and chemical properties as real density, bulk density and apparent density, as well as, the content of moisture, ash, volatile matter and fixed carbon present in the bagasse, were determined by applying the standars norms suitable for this type of residue. It was also made a geometric characterization by image analysis techniques, being determined the sphericity and aspect ratio for all diameter ranger of studied particles, obtaining an average value of 0.39 in the case of sphericity for bagasse in it is natural form. Through the fluid dynamic study it was found that bagasse particles with typical diameters between 0,59 – 9,5 mm are not fluidizable, showing a tendency to cohesion and formation of preferential channels. It has been found that the use of the existing models to date for determination of the minimum fluidization velocity for bagasse particles and for mixtures of them with inert, do not predict the right way this parameter, introduced errors of up to 85% to over 100% in both cases, therefore were developed two new models specifically for sugarcane bagasse particles and mixtures of them with sand, with a maximum error of 6.3% in the first case, and 30% for the 88% of the 25 experimental conditions tested in the case of mixtures. Concluding that to ensure a good fluidization, the maximum mass fraction of bagasse in the mixture should be between 2 - 5%. A new methodology is proposed based on the new models developed, making possible the design and dimensioning of the bubbling fluidized bed gasifier, determining that reactors working with mixtures of sugarcane bagasse and sand are 30% higher than reactors employing solely sugarcane bagasse particles, with a cold gas efficiency of 58.5%.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-17Bitstream added on 2014-06-13T19:38:25Z : No. of bitstreams: 1 sanchezortiz_ia_me_ilha.pdf: 1847784 bytes, checksum: c206c32f94a2aa37f63cc5e192dfd7c6 (MD5) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / O presente projeto de pesquisa avaliou o desempenho de remoção de nitrogênio num sistema de tratamento biológico das águas residuárias de produção intensiva de Tilápia Nilótica com recirculação utilizando decantador horizontal e um reator aeróbio de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos. Utilizou-se como material suporte carvão ativado granular com densidade aparente de 1,64g/cm3 e tamanho efetivo de 0,34mm numa concentração de 80g/L. Foram avaliadas as velocidades de circulação e as expansões de quatro configurações de reatores com diâmetro externo constante de 250mm e diâmetros internos variáveis de 100, 125, 150 e 200mm. O reator utilizado no sistema de tratamento possui um volume efetivo de 113L e diâmetro interno de 100mm. O sistema foi inoculado durante três semanas com água do Lago do Ipê do município de Ilha Solteira SP e foi feita a avaliação ao longo de oito semanas com reposição semanal de 55% do volume total de água do sistema; o período de detenção hidráulica no reator foi de 11,9 minutos. Durante o projeto foram monitorados os seguintes parâmetros: sólidos totais, suspensos voláteis e fixos, cor aparente, OD, pH, condutividade, temperatura, potencial redox, amônia, amônio, turbidez, DQO, DBO, nitrogênio total, fósforo total. Os resultados mostraram que as remoções médias de nitrogênio amoniacal total, DBO, DQO, fósforo e nitrogênio total foram de 27%, 47%, 75%, 38% e 24% respectivamente. O sistema de tratamento avaliado mostrou-se como uma alternativa efetiva para o reuso da água no sistema de recirculação capaz de manter as características de qualidade da água dentro dos valores recomendáveis para criação das Tilápias e dos valores permitidos pela legislação brasileira para lançamento de efluentes com exceção do fósforo. / This research project evaluated the nitrogen removal efficiency in a biological treatment system of an intensive Nile Tilapia laboratory facility with recirculation by a rectangular sedimentation tank and a three phase aerobic fluidized bed internal-loop airlift reactor. Granular activated carbon was used as support particles with density of 1,64g/cm3 and effective size of 0,34mm in a concentration of 80g/L. Liquid circulation velocities and gas holdup were evaluated in four different reactor configurations with a 250mm constant external diameter and internal variable diameters of 100, 125, 150 and 200mm. On the evaluated reactor the effective volume was 113L and the internal diameter 100mm. The system was inoculated during three weeks with natural water from Ipê Lake localized in Ilha Solteira’s SP municipality and was evaluated in an eigth week period with a 55% weekly total water exchange rate; reactor´s hydraulic detention time was 11,9 minutes. During the study were measured the next parameters: total, suspended, volatile and fixed solids, apparent color, DO, pH, conductivity, temperature, oxidation reduction potential, ammonia, turbidity, COD, BOD, total nitrogen, total phosphorous. Results showed that average removal rates of total ammonia nitrogen, BOD, COD, phosphorus and total nitrogen were 27%, 47%, 75%, 38% and 24% respectively. Evaluated treatment system showed as an effective alternative for water reuse in the recirculation system capable of maintain water quality characteristics within the recommended values for fish farming and meeting the Brazilian standards for final effluent discharges with exception of phosphorous values.