CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A reduÃÃo das emissÃes nos motores a diesel à estudada por muitos autores e a modificaÃÃo da composiÃÃo do combustÃvel à uma das alternativas mais abordadas. Neste contexto, o estudo da mistura ab-diesel (Ãlcool + biodiesel + diesel) tem atraÃdo atenÃÃo devido algumas de suas caracterÃsticas, tais como, calor de combustÃo semelhante ao do diesel âpuroâ e reduÃÃo da emissÃo de material particulado e gases tÃxicos. O Ãleo diesel à definido como um combustÃvel derivado do petrÃleo, constituÃdo basicamente por hidrocarbonetos e em baixas concentraÃÃes por compostos sulfurados, nitrogenados e oxigenados. A presenÃa dos compostos parafÃnicos na composiÃÃo do diesel dificulta a solubilidade de compostos polares, como os Ãlcoois, dessa forma o biodiesel foi estudado como um agente capaz de solubilizar o Ãlcool no diesel garantindo a formulaÃÃo de misturas mais estÃveis. A inserÃÃo desse combustÃvel derivado de biomassa renovÃvel constituÃdo por uma mistura de mono-alquil Ãsteres de Ãcidos graxos de origem vegetal, animal e Ãleos residuais contribui tambÃm para a melhora de algumas outras caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas importantes na utilizaÃÃo dessa mistura como fonte de energia. A solubilidade dos sistemas pseudoternÃrios constituÃdos de diesel + biodiesel metÃlico de soja + metanol e diesel + biodiesel etÃlico de soja + etanol foi estudada atravÃs da construÃÃo de curvas de equilÃbrio lÃquido-lÃquido para duas temperaturas e observou-se que aumento da temperatura favoreceu a solubilidade dos componentes nos dois sistemas, contribuindo para formaÃÃo de uma maior regiÃo homogÃnea. Assim como jà era esperado, o sistema contendo etanol apresentou uma regiÃo homogÃnea bem maior que o sistema com metanol, uma vez que a solubilidade do primeiro no diesel à maior. As linhas de amarraÃÃo nÃo foram bem representadas pelos modelos termodinÃmicos NRTL e UNIQUAC. Dados de densidade e viscosidade foram determinados para os componentes puros/pseudopuros e para misturas pseudobinÃrias e pseudoternÃrias em vÃrias temperaturas e composiÃÃes, uma vez que o conhecimento dessas propriedades fÃsico-quÃmicas à essencial para a formulaÃÃo de uma mistura combustÃvel com caracterÃsticas dentro das especificaÃÃes. Os dados experimentais de densidade e viscosidade foram ajustados atravÃs de modelos de regressÃo para determinaÃÃo do seu comportamento em funÃÃo da temperatura e composiÃÃo e obteve-se um desvio padrÃo mÃximo de 0,0087 e 0,1962, respectivamente, ambos para o sistema de biodiesel metÃlico de soja + metanol. Densidade e viscosidade apresentaram comportamento linear e exponencial, respectivamente, com a temperatura. Como esperado, um aumento na temperatura diminuiu os valores de densidade e viscosidade para todos os sistemas estudados. Uma vez que nÃo à factÃvel obter experimentalmente dados de densidade e viscosidade em todas as condiÃÃes de interesse, mÃtodos para sua prediÃÃo/estimaÃÃo sÃo de grande interesse prÃtico e foram utilizados no presente trabalho. AlÃm da obtenÃÃo dos dados experimentais de densidade e viscosidade, foram realizados tambÃm, ensaios de estabilidade fÃsica de fases e ponto de fulgor para as misturas pseudoternÃrias. Observou-se que a estabilidade fÃsica foi influenciada principalmente pela temperatura e teor de Ãlcool e que para misturas do tipo Ãlcool + biodiesel + diesel o ponto de fulgor à dominado principalmente pela concentraÃÃo do Ãlcool. / The reduction of emissions from diesel engines has been studied by many authors and the modification of the fuel composition is one of the most discussed alternatives. In this context, the study of ab-diesel mixture (alcohol + biodiesel + diesel) has attracted attention due to some of its features, such as combustion heat similar to that of "pure" diesel and reducing the emission of particulates and toxic gases. Diesel oil is defined as a petroleum-derived fuel, constituted basically by hydrocarbons and at low concentrations for sulfur, nitrogen and oxygen. The presence of the paraffin compounds in diesel hamper the solubility of polar compounds, such as alcohols, thus biodiesel has been studied as an agent to solubilize the alcohol in diesel ensuring the formulation of stable mixtures. The insertion of this fuel derived from renewable biomass made up of a mix of mono-alkyl esters of fatty acids from vegetable, animal and residual oils contributes also to the improvement of some important physical-chemical characteristics in the use of this mixture as a source of energy. The solubility of the systems made up of diesel + methylic soybean biodiesel + methanol and diesel + ethylic soybean biodiesel + ethanol was studied through the construction of liquid-liquid equilibrium curves for two temperatures and it was observed that increased temperature favored the solubility of the components in the two systems, contributing to formation of a greater region homogeneously. As expected, the system containing ethanol showed a homogeneous region much larger than the system with methanol, since the solubility of the first diesel is increased. Tie-lines were not well represented by the NRTL and UNIQUAC. Density and viscosity data were determined for the pure/pseudo-pures components and pseudo-binary and pseudo-ternary mixtures at several temperatures and compositions, since the knowledge of physical-chemical properties is essential for the formulation of a mixture fuel with characteristics within specifications. Experimental data density and viscosity were adjusted through regression models for determining the behavior as a function of temperature and composition and obtained a maximum standard deviation of 0.0087 and 0.1962, respectively, both for the system of methylic soybean biodiesel + methanol. Density and viscosity showed linear and exponential behavior, respectively, with temperature. As expected, an increase in temperature decrease density and viscosity for all systems studied. Since it is not feasible to obtain experimentally density and viscosity data in all conditions of interest, methods for their prediction are of great practical interest and were used in this work. In addition to obtaining the experimental data of density and viscosity also were realized physics stability tests and flash point for pseudo-ternary mixtures. It was observed that the physics stability has been influenced mainly by the temperature and alcohol content and to blends of alcohol + biodiesel + diesel the flash point is mainly dominated by the alcohol concentration.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoESJ_DISSERT.pdf: 2170552 bytes, checksum: 7eb8333582d6093d8dba28f6fb660743 (MD5) Previous issue date: 2012-08-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In this research, the drying process of acerola waste was investigated by using a spouted bed drier. The process was conducted using high density polyethylene inert particles with the objective of producing an ascorbic acid-rich final product. The fruit waste was ground and used to prepare different water-maltodextrin suspensions. Initially, fluidynamical experiments were conducted in order to evaluate the feeding effect on the spouted bed drier fluidynamics behavior. The experimental planning 23 + 3 was used to investigate the effect of the following variables: solids concentration, drying air temperature, intermittence time, production efficiency, solids retention and product losses by elutriation of fine particles on drier walls. The effect of selected independent variables on the drier stability was also evaluated based on a parameter defined as the ratio between the feed suspension volume and the total inert particles volume. Finally, the powder quality was verified in experiments with fixed feed flow and varying air drying temperature, drying air velocity and intermittence time. It was observed that the suspension interferes in the spouted bed drier fluidynamics behavior, and higher air flow is necessary to stabilize the drier. The suspension also promotes the expansion of the spouted bed diameter, decreases the solid circulation and favors the air distribution at the flush area. All variables interfere in the spouted bed performance, and the solids concentration has a major effect on the material retention and losses. The intermittence time also has great effect on the stability and material retention. When it comes to production efficiency, the main effect observed was the drying air temperature. First order models were well adjusted to retention and losses data. The acerola powder presented ascorbic acid levels around 600 to 700 mg/100g. Similar moisture and ascorbic acid levels were obtained for powders obtained by spouted bed and spray drier. However, the powder production efficiency of the spray drier was lower when compared to spouted bed drier. When it comes to energetic analysis, the spray drier process was superior. The results obtained for spouted bed drier are promising and highly dependent on the operational parameters chosen, but in general, it is inferred that this drying process is adequate for paste and suspension drying / No presente trabalho estudou-se a secagem do res?duo industrial da acerola em secador de leito de jorro com part?culas inertes de polietileno de alta densidade, visando a obten??o de um produto seco com elevado valor agregado, principalmente no que concerne ao teor de ?cido asc?rbico. O res?duo foi triturado, preparando-se uma suspens?o com adi??o de ?gua e de maltodextrina em diferentes propor??es. Realizou-se inicialmente uma s?rie de experimentos fluidodin?micos para avaliar o efeito da alimenta??o da suspens?o sobre o comportamento fluidodin?mico do leito de jorro. Realizaram-se experimentos de secagem com base em um planejamento experimental 23 com 3 r?plicas no ponto central, onde foram avaliados os efeitos das vari?veis, teor de s?lidos, temperatura do ar de secagem e tempo de intermit?ncia sobre a umidade, efici?ncia de produ??o, reten??o de material no leito e perdas do produto em p? por elutria??o de finos e aderido ?s paredes do equipamento. Analisaram-se tamb?m os efeitos das vari?veis independentes sobre a estabilidade do secador representada a partir de um par?metro definido pela raz?o entre o volume de suspens?o alimentado ao leito e o volume total das part?culas inertes. Finalmente, com o objetivo de se verificar o desempenho do processo no que se refere ? qualidade do p?, realizaram-se na concentra??o de s?lidos mais favor?vel a obten??o do p?, experimentos de secagem fixando-se a vaz?o de alimenta??o e variando-se a temperatura e velocidade do ar de secagem e o tempo de intermit?ncia. De acordo com os resultados obtidos, a suspens?o interfere de forma importante no comportamento fluidodin?mico do leito, necessitando de maior vaz?o de ar para manter as condi??es de jorro. A suspens?o promove expans?o no di?metro do jorro, diminui a taxa de circula??o de s?lidos al?m de favorecer a distribui??o do ar na regi?o do jorro. Com respeito aos experimentos realizados conforme o planejamento experimental, todas as vari?veis interferiram no desempenho do secador, destacando-se o importante efeito do teor de s?lidos sobre a reten??o de material no leito e perdas, bem como o efeito da intermit?ncia sobre a estabilidade e reten??o de material no leito. Na efici?ncia de produ??o o efeito principal foi atribu?do ? temperatura do ar de secagem. Foram obtidos modelos de primeira ordem que se ajustaram bem aos dados de reten??o e perdas. Em rela??o aos experimentos finais, foram obtidos p?s com teor de ?cido asc?rbico na faixa de 600 a 700 mg/100g. Os resultados desses experimentos foram comparados com os resultados obtidos na secagem da mesma suspens?o, em spray dryer. A secagem no spray dryer forneceu um produto com teores de umidade e de ?cido asc?rbico compat?veis com o produzido no jorro, todavia na condi??o de opera??o testada a efici?ncia de produ??o de p? no spray foi inferior a do jorro. A compara??o dos dois processos mediante an?lise dos recursos energ?ticos favorece a opera??o de secagem no spray dryer. Todavia, os resultados obtidos no secador de leito de jorro s?o promissores, demonstrando que dependendo do ajuste das condi??es operacionais este secador se ad?qua bem a secagem de pastas e suspens?es