Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T13:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_GabrielaSilveirada_M.pdf: 1952306 bytes, checksum: 6e39c34ab96794dd18a4ddc2c6083579 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A uréia é o fertilizante nitrogenado mais utilizado no Brasil, e seu uso tem aumentado nas últimas décadas. O recobrimento das partículas de uréia é realizado, principalmente, para que o nitrogênio tenha uma liberação lenta, aumentando assim seu tempo de disponibilidade para as plantas. O objetivo deste trabalho foi recobrir os grânulos de uréia com uma suspensão aquosa de natureza polimérica em leito de jorro, a fim de minimizar as perdas de nitrogênio (amônia) por volatilização. O desenvolvimento do trabalho consistiu em: caracterizar as partículas de uréia; formular e caracterizar a suspensão de recobrimento; estudar a fluidodinâmica da partícula no leito de jorro; desenvolver um planejamento experimental do tipo composto central rotacional para o recobrimento; e avaliar a liberação de nitrogênio por volatilização. As variáveis estudadas no planejamento foram: temperatura do ar de jorro (Tar), vazão da suspensão de recobrimento (Ws) e pressão do ar de atomização (Pat); e como respostas avaliou-se a eficiência do recobrimento e o crescimento da partícula. Os resultados para a eficiência do processo de recobrimento e crescimento da partícula ficaram na faixa de 44 a 74 % e 1,1 a 2,6 %, respectivamente. Após a realização do planejamento experimental, fazendo uso das condições otimizadas, determinou-se a cinética de crescimento da partícula, obtendo-se um coeficiente de crescimento linear de 1,13.10-3 min-1. Nestas mesmas condições realizou-se o recobrimento utilizando vinhaça, em substituição à água, na suspensão de recobrimento, resultando em valores de eficiência e crescimento similares aos obtidos com o uso da suspensão aquosa. As análises de volatilidade mostraram que o filme de recobrimento proporcionou diminuição das perdas por volatilização na faixa de 3 a 57 %, sendo estes resultados bastante satisfatórios. As análises obtidas por microscopia eletrônica de varredura demonstraram que o filme formado sobre as partículas recobriu toda superfície de forma uniforme e homogênea / Abstract: Urea is the most used nitrogen fertilizer in Brazil, and its use has been increasing in the last decades. The coating of urea particles is accomplished, mainly, to obtain slow liberation of the nitrogen content, increasing its availability for the plants. The aim of this work was to analyze the urea particles coating with an aqueous polymeric suspension in spouted bed, in order to minimize nitrogen (ammonia) losses by volatilization. The development of the work consisted in: physically characterizing the urea particles; formulating and characterizing the coating suspension; studying the fluid-dynamic of the particles in the spouted bed; developing a central composite rotatable design (CCRD) of experiments for the coating process; and evaluating the nitrogen release by volatilization. The effects of inlet air temperature, coating suspension flow rate and atomizing air pressure on the coating process efficiency and on particle growth were analyzed. The results showed efficiency and particle growth in the range of 44 to 74 % and 1.1 to 2.6 %, respectively. The urea growth kinetics during coating was determined for the optimal operating conditions and a linear growth coefficient of 1.13.10-3 min-1 was obtained. At these same optimal conditions, the coating was carried out using vinasse in the formulation of the suspension, in substitution to the water. Similar results for efficiency and particle growth were obtained compared to the ones using the aqueous suspension. The volatilization analyses showed that the polymer film coating provided a decrease of the nitrogen loss in the range of 3 to 57 %, being these results well satisfactory. The quality of the coated surface was analyzed by scanning electronic microscopy (SEM) and showed uniform and homogeneous distribution of coating layer / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Virgínia Aparecida da Silva Moris / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_JanainaFerreira_D.pdf: 1733397 bytes, checksum: cf94e9d446e8a6b5e90066cbd82e3c19 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O equipamento mais apropriado e utilizado no recobrimento de partículas finas é o leito fluidizado. Entretanto, trabalhos de pesquisa e a prática industrial mostram que, para alguns processos, são necessárias modificações do equipamento convencional para melhorar o regime fluidodinâmico. O emprego de vibração mecânica ao leito fluidizado convencional tem resultado em significativa melhora no desempenho de processos com partículas finas e coesivas, de difícil fluidização. A aplicação de recobrimento em partículas desse tipo (principalmente químicos, fármacos e alimentos) tem adquirido cada vez mais importância industrial, tendo diversas finalidades, como por exemplo, a diminuição da reatividade do material recoberto com o meio externo (luz, oxigênio e água, entre outros agentes). Levando em conta a importância do recobrimento de grânulos finos, a dificuldade de operação dos leitos fluidizados convencionais com esse tipo de partícula e a escassez de estudos deste processo no leito vibrofluidizado, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo da fluidodinâmica e do processo de proteção do bicarbonato de sódio em um leito vibrofluidizado por recobrimento e aglomeração. As seguintes etapas foram executadas: caracterização física do bicarbonato de sódio, estudo da fluidodinâmica em leito fluidizado convencional e vibrofluidizado, análise dos processos de recobrimento e aglomeração por suspensão polimérica em função da amplitude e freqüência de vibração e da temperatura do ar, avaliando o diâmetro médio, índice de Hausner, ângulo de repouso, índice de escoabilidade e liberação de CO2 do produto, além do índice de torrões e massa elutriada no processo. Foram também realizadas análises da eficiência de proteção do produto para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ambiente e do monitoramento do processo utilizando medidas de flutuação de pressão. A fluidodinâmica do material no leito vibrofluidizado resultou em curvas características típicas da literatura e foram determinadas as velocidades de mínima fluidização, vibrofluidização e vibrofluidização completa e de mínima mistura, variando-se a amplitude entre 0 e 2 cm e a freqüência entre 0 e 360 rpm. Foram observadas menores velocidades de fluidização incipiente para o leito vibrofluidizado em relação ao leito fluidizado convencional, além de expressiva melhora na dinâmica em leito vibrofluidizado. O processo de recobrimento foi realizado variando-se a amplitude entre 0 e 2 cm, a freqüência entre 0 e 360 rpm e a temperatura do ar de fluidização entre 60° C e 80° C. Os resultados revelaram a presença de dois mecanismos distintos dependente das condições de operação: recobrimento das partículas individuais por camadas e aglomeração por nucleação, que tiveram como conseqüência uma faixa bastante ampla de crescimento (6,69 % a 44,50 %). O índice de escoabilidade, ângulo de repouso e índice de Hausner foram menores para partículas recobertas comparadas com o bicarbonato de sódio sem recobrimento, indicando melhor fluidez do material após o processo. Foi comprovada a eficiência da proteção do bicarbonato de sódio tanto pelo recobrimento como pela aglomeração, visto que para o bicarbonato processado a perda de CO2 ficou entre 2 % e 9 %, enquanto para o bicarbonato puro essa perda variou entre 5,5 % e 12,5 % nas condições de ambiente estudadas. A análise das isotermas de adsorção confirmou a eficiência de proteção por recobrimento e aglomeração do bicarbonato de sódio, e o modelo de GAB mostrou-se adequado para o ajuste das isotermas de adsorção do bicarbonato de sódio recoberto e aglomerado. Foi também verificada a viabilidade do monitoramento do processo através de medidas de flutuação de pressão em tempo real / Abstract: The most appropriate equipment used in the coating of fine particle is the fluidized bed. However, research studies and industrial practice show that in some cases modifications of the conventional equipment is necessary to maintain its dynamic stability. The use of mechanical vibration in conventional fluidized beds results in significant improvement of the process performance with fine and cohesive particles, which are difficult to fluidize. The coating of fine particles (mainly chemicals, pharmaceuticals and food) is getting more and more industrial importance aiming at different purposes, as for example to decrease reactivity of the material with the environment (light, oxygen and water, among others). Due to the importance of coating of fine particles and the rareness of studies on this process in vibrofluidized beds, this work aims to study the fluid dynamics and coating of sodium bicarbonate in a vibrofluidized bed, passing through the following stages: the sodium bicarbonate physical characterization, fluid dynamic analysis of the material in conventional and vibrofluidized beds, process analysis as a function of amplitude and frequency of vibration, and of the fluidizing air temperature, evaluating the product mean diameter, Hausner index, angle of repose, flowability index and CO2 release, as well as lump index and elutriated mass. Product protection efficiency and analysis of process monitoring using measurements of pressure fluctuation were also carried out. The material fluid dynamics provided characteristic curves typical of the ones found in the literature for vibrofluidized beds. Minimum fluidization, minimum vibrofluidization, minimum complete vibrofluidization and minimum mixture velocities were determined for varying vibration amplitude between 0 and 2 cm and frequency between 0 and 360 rpm. Inferior values were obtained for the vibrofluidized bed incipient velocity, compared to the conventional fluidized bed, and intense movement of the particles with enhancement of the bed dynamics was verified. The coating process was performed for varying vibration amplitude between 0 and 2 cm, frequency between 0 and 360 rpm and temperature of fluidizing air between 60 °C and 80 °C. The results revealed the presence of two distinct mechanisms depending on the operating conditions: layering of individual particles and agglomeration by nucleation, having as a consequence a broad range of particle growth (6.69 % to 44.50 %). The flowability index, angle of repose and Hausner index of the coated particles were smaller compared with uncoated sodium bicarbonate, indicating greater fluidity of the material after processing. The efficiency of protection of sodium bicarbonate by the polymeric coating/agglomeration was demonstrated as CO2 loss was between 2 % and 9 % for processed bicarbonate, while that for the pure bicarbonate ranged between 5.5 % and 12.5 % for the environment conditions analyzed. The analysis of adsorption isotherms confirmed the sodium bicarbonate protection by polymeric coating and agglomeration, and the GAB model was suitable for adjusting the adsorption isotherms of coated and agglomerated sodium bicarbonate. Also, the viability of monitoring the process through on line measures of pressure fluctuation was verified / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T09:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_RaykleisonIgordosReis_D.pdf: 4245831 bytes, checksum: 07427cc907cc6cf8690c510c3dd14a1c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho consiste na investigação numérica e experimental do carregamento de um leito fixo com material de mudança de fase no interior das cápsulas esféricas. O modelo matemático é baseado na equação da energia e a solução obtida com a técnica numérica em diferenças finitas com o esquema da malha móvel. O acoplamento do fluido de trabalho com as cápsulas foi feita utilizando o balanço de energia com o material de mudança de fase, obtendo a temperatura em função do tempo e da posição no leito. O modelo desenvolvido mostra os efeitos da temperatura de entrada, vazão mássica, diâmetro da cápsula esférica, material das cápsulas, tempo de carregamento e altura do armazenado. A Validação e otimização dos resultados foi feita com base nos resultados experimentais apresentados. As equações empíricas apresentadas podem ser ferramentas úteis como forma alternativa nos projetos de armazenadores com erro médio de ± 11% e a incerteza nos dados experimentais para a temperatura é de ± 0,5oC. Todos os resultados são analisados e discutidos / Abstract: The present work is to investigate numerical and experimental and the charging of fixed bed PCM within the spherical capsules. The mathematical model is based on the energy equation and the solution obtained with the numerical technique of finite difference scheme with mesh mobile. The coupling of the working fluid with the capsules was conducted using the energy balance of the phase change material, obtaining the temperature versus time and bed position. The model shows the effects of the inlet temperature, mass flow rate, diameter of the spherical capsule, the capsule material, charging time and the stored height. Validation and optimization of the results was based on experimental results. The empirical equations presented can be useful tools as an alternative projects in storages with average error of 11% and the uncertainty of the experimental data for temperature is 0.5oC. All results are analyzed and discussed / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores : Sandra Cristina dos Santos Rocha, Luiz Fernandes Razera / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T08:43:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_Celinade_D.pdf: 6450962 bytes, checksum: 5e8a9699ea48bc338a5e00875935b9df (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O presente trabalho objetivou recobrir sementes de brócolos em leito de jorro e leito fluidizado, com a intenção de proporcionar proteção à alta concentração de vapor de água no ambiente, não prejudicando a absorção de água livre. Um delineamento completo de dois níveis foi proposto para cada processo, que permitiu verificar quantitativamente a relação da eficiência do processo, do crescimento das sementes, do poder de germinação, do envelhecimento acelerado e da velocidade de germinação em solo, com as variáveis operacionais: temperatura do ar, pressão de atomização e vazão de suspensão, para o leito de jorro; pressão de atomização e vazão de suspensão, para o leito fluidizado. As sementes de brócolos foram recobertas com uma suspensão aquosa de hidroxi-etil-celulose, em leito cone-cilíndrico, nas seguintes condições operacionais: temperatura do ar de jorro de 50 a 70°C, pressão manométrica de ar de atomização de 15 a 25 psi e vazão de suspensão de recobrimento de 6 a 8 ml/min, para o leito de jorro; pressão manométrica de ar de atomização de 15 a 25 psi e vazão de suspensão de recobrimento de 4,5 a 6,5 ml/min, para o leito fluidizado. Um delineamento inteiramente casualizado foi aplicado para analisar o poder de germinação, o envelhecimento acelerado e a velocidade de germinação em solo entre sementes recobertas e não recobertas. Para relacionar a capacidade de absorção de vapor de água das sementes recobertas e não recobertas, aplicou-se o teste de reabsorção de vapor de água. A atomização da suspensão foi realizada por um bico atomizador instalado na parte superior do leito com o jato direcionado às sementes. A fluidodinâmica para os dois tipos de contato, leito de jorro e fluidizado, foi analisada com diferentes cargas de sementes. Os valores dos parâmetros experimentais foram comparados com valores dos parâmetros obtidos por equações empíricas da literatura. Os resultados permitiram concluir que é possível recobrir sementes de brócolos em leito de jorro e leito fluidizado, utilizando os valores das variáveis independentes propostos e o tempo de duração para cada processo, não alterando a qualidade fisiológica da semente. As melhores eficiências do recobrimento, em leito de jorro, foram obtidas com a menor pressão de atomização (15 psi), juntamente com a maior vazão de suspensão (8 ml/min) e a menor temperatura do ar de jorro (50°C) ou a menor vazão de suspensão (6 ml/min) e a maior temperatura do ar de jorro (70°C). A eficiência do recobrimento em leito fluidizado, utilizando as condições operacionais deste trabalho, não foi viável economicamente. A suspensão de hidroxi-etil-celulose proporcionou discreto comportamento protetor em alta concentração de vapor de água. Através de microscopia óptica observou-se satisfatória distribuição e espalhamento do filme sobre a superfície das sementes, apresentando um recobrimento uniforme, liso, homogêneo e consistente, para as sementes recobertas nos dois processos / Abstract: The objective of this work was the coating of broccoli seeds in spouted bed and fluidized bed, with purpose of protect of the water vapour in the ambient, allowing the cross of free water. An experimental design was utilized to investigate the relationship between operational variables, such as: spout air temperature, air atomizing pressure and coating suspension flow rate, to spouted bed; air atomizing pressure and coating suspension flow rate, to fluidized bed; and efficiency of the process, partic1es grwth, germination of the seeds, fast aging of the seeds and germination velocity of the seeds in the soil. The broccoli seeds of mean diameter 1,6 x 10-3 m, were coated with an aqueous suspension of hidroxi-ethyl-cellulose in a cone cylindrical bed made in plexyglass, at the following values: spout air temperature of 50 and 70°C, atomizing air pressure of 15 and 25 psi and coating suspension mass flowrate of 6 and 8 ml/min, to the spouted bed; atomizing air pressure of 15 and 25 psi and coating suspension mass flowrate of 4,5 and 6,5 ml/min, to the fluidized bed. Completely randomized experiments were also organized to evalute the germination, the fast aging and the germination velocity in the soil, of the coated and uncoated seeds, utilized the Tukey test. The water vapor absorption capacity and relationship between coated and uncoated seeds, utilized the re-absorption water vapour test. The experiments were carried out at an experimental assembly, which consists of a bed in plexyglass to that the fluidynamic movement could be observed, with a slanted base angle of 60° and a diameter of 10 cm. This equipment can be reversible to a fluidized bed, using a proper distributor plate. A double fluid atomizer was installed at the highest part of the bed and the air sprayed board of directors to the seeds. The fluidynamics was established for both gassolid contact nodels, spouted bed and fluidized bed, measuring the values of pressure drop and air flow rate in the bed, for increasing and decreasing flow rates and for different bed heights. The same experiments were repeated with the atomizing air to analyse its influence in the fluidynamics. The characteristic curves were constructed for the spouted and fluidized bed, and the values of maximum and stable spouting pressure drop and minumum spouting velocity were obtained. With these data, it was possible to verify the empirical representative equations for each variable. From the fluidized bed experiments, it was possible to verify the quality of fluidization and to confront the values of the experimental pressure drop and minimum fluidization velocity. The better efficiency to spouted bed, was obtained with less atomizing air pressure (15 psi), together the greater suspension flow rate (8 ml/min) and the less spouted air temperature (50°C) or the less suspension flow rate (6 ml/min) and the greater spouted air temperature (70°C). The efficiency of coating in fluidized besd, to operational conditions this work, don't was economically satisfactory. The germination of coated seeds in spouted bed were influenced negatively by atomizing pressure, because collision of the seeds and the bed wall. The statistical analysis indicated that process of coated seeds in fluidized bed and spouted bed didn't cause damage to germination and vigor. At the end of the water vapor re-absorption test, coated seeds in spouted bed had 2 to 10% less moisture content than the uncoated seeds, evidencing that the hidroxi-ethyl-cellulose provided a discreet protective behaviour in high concentration of water vapour. The optical microscopy showed satisfactory distribution and spreading of the polymer on the surface of the coated seeds, uniform coated and homogeneous aspect / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_FernandoLuisPachecode_M.pdf: 2422159 bytes, checksum: 82e34e8ca57f9d94233bcef229bb512f (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2574_1.pdf: 4328964 bytes, checksum: 679a9295d69b2a1f2c4705c8de70e18f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A reforma do metano com dióxido de carbono para produzir gás de síntese sobre os catalisadores de Ni/γ-Al2O3 e Ni/CeO2-Al2O3 foi investigada. O catalisador de níquel suportado em gama alumina e gama alumina céria apresentou elevada atividade e estabilidade, apesar de seu elevado potencial para desativação por formação de coque sobre os sítios ativos. O desenvolvimento da reforma seca do metano, principal componente do gás natural (GN), foi estudado em reator de leito fluidizado segundo o modelo original em duas fases proposto por Van Deemter e Van der Laan (1961) e Kunii e Levenspiel (1969). Com vistas à condução do processo de reforma seca do CH4 foi projetado e construído um sistema piloto laboratorial constituído de um reator de leito fluidizado em aço inoxidável AISI 310S, o qual apresenta as seguintes características geométricas e operacionais: Ht = 1,18 m, Dint. = 0,038 m, velocidade mínima de fluidização umf = 0,31 cm/s, velocidade superficial uo = 1,76 cm/s, vazão superficial de operação Qo = 1200 cm3/min, diâmetro da partícula variando entre (dp) = 65-114 μm, massa de catalisador mcat. = 280g e temperatura de operação de 973,15K sob pressão constante de 1 bar. Nestas condições previstas de operações, foram elaboradas as modelagens matemáticas de balanços de massa e energia, as quais foram aplicadas ao processo de reforma quando os perfis de concentração dos reagentes e produtos foram obtidos. Os modelos matemáticos formulados para o presente trabalho foram validados com base nas observações experimentais da reforma seca do metano em reator de leito fluidizado borbulhante. O processo foi realizado com razão molar de alimentação de CH4:CO2:Ar = (2:3:15 v/v), tempo espacial de 14 gcat s cm-3 a 28 gcat s cm-3 , GHSV = (128,57- 257,15) cm3 gcat -1 h-1 e atingiu patamares de conversões de 51,54% e 45,51% com relação ao CH4 e CO2. Os rendimentos atingiram os patamares de 47,72% para o H2, 49,95 para o CO e 97,67% para o gás de síntese. As seletividades dos produtos na saída do reator, segundo predições do modelo e medições experimentais, atingiram a ordem de grandeza média de 48,05% e 98,35% para o hidrogênio e para o gás de síntese produzido

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5613_1.pdf: 3162255 bytes, checksum: bdac9b39b506bae5c929d7b3b3caec94 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Procederam-se aos desenvolvimentos dos processos catalíticos de hidrogenação e oxidação da lactose tendo em vista a valorização do soro de queijo, fonte biomássica desse sacarídeo. Foram consideradas, via os citados processos, as possibilidades de produções contínuas de polióis e ácidos orgânicos. Soluções aquosas de lactose e soro de queijo pré-tratado e caracterizado foram processadas, recorrendo-se às atividades dos catalisadores de níquel (Ni,14,81% em massa/C) e de paládio (Pd, 0,10%-Bi, 0,68% em massa/C; Pd, 0,16% em massa/SiO2), respectivamente, para hidrogenação e oxidação. Avaliações cinético-operacionais operadas em reatores de leito de lama confirmaram a ocorrência da atividade dos catalisadores e permitiram estabelecer condições de operação em termos de temperatura e pressão, 373K - 433K, 24,0 bar na hidrogenação e 323 - 343K, 1,0 bar na oxidação. Proposições de taxas de reação para as representações dos processos conduziram a ajustes do modelo versus evoluções experimentais, a partir da otimização dos valores das constantes de velocidade de reação e de equilíbrio de adsorção. Na direção da operacionalização dos processos contínuos, utilizou-se um reator trifásico de leito gotejante. Os gases para hidrogenação e oxidação foram hidrogênio e oxigênio, respectivamente e as fases líquidas, contendo lactose (solução, soro de queijo), em presença dos catalisadores de níquel ou de paládio, dependendo da respectiva reação. As condições para a hidrogenação foram 373 433 K, 10,0 bar, 50,0 100,0 L.h-1 de H2, 2,0 L.h-1 de solução e para a oxidação foram 323 - 343 K, 8,0 bar, 25,0 50,0 L.h-1 de O2, 2,0 L.h-1 de solução, NaOH 0,5 M, pH 8 - 9. Predições realizadas através de soluções das equações de modelo, aplicadas em regime estacionário, evidenciando regimes fluidodinâmicos com dispersão axial e molhamento parcial do leito catalítico, foram validadas em comparação com os perfis axiais de concentração de reagentes e produtos presentes na fase líquida, medidos em diferentes posições ao longo do reator. Perfis de concentração calculados e observados indicaram que, na saída do reator, as condições mais apropriadas de produção foram 433 K e 10,0 bar na hidrogenação, com conversão da lactose do soro de 29,28% e rendimento em lactitol de 29,76 %; na oxidação a 343 K e 8,0 bar, conversão da lactose do soro de 50,63% e rendimento em ácido lactobiônico de 37,21%

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7121_1.pdf: 3336012 bytes, checksum: 15775a0ca09c9eaf45d59f2f0f9b2916 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Processos de reforma do metano foram avaliados considerando suas características de processamento praticadas na indústria de transformação do gás natural. Quantificações elaboradas via modelagem e simulação dos processos foram efetuadas para operações em um reator catalítico de leito fixo (1,0 m; 0,1 m; 12,1 kg cat.). Foram analisadas a reforma seca (RSM) com dióxido de carbono, a reforma autotérmica (RAM) e a reforma combinada (RCM), em operações na faixa de 973 K a 1123 K, sob 1,0 bar de pressão, com base em formulações cinéticas experimentais obtidas em presença do catalisador de níquel (5% em massa), suportado em gama alumina. Mecanismos de reação propostos serviram de suporte às descrições dos comportamentos dos processos, recorrendo-se às evoluções e aos perfis de concentração dos componentes: metano, dióxido de carbono, hidrogênio, monóxido de carbono, oxigênio e água. Decomposição e oxidação do metano, reações reversas water-gas shift e de Boudouard, e interações metano-água foram admitidas como etapas envolvidas nos processos, cujas taxas de reação compuseram os balanços de massa dos componentes envolvidos. As operações isotérmicas em leito fixo foram quantificadas segundo um modelo heterogêneo transiente que considerou dispersão axial e regime difusivo de funcionamento do catalisador. O reator de leito fixo foi operado com alimentação de 20,0 mol.L-1 de metano, em meio de argônio, reagindo com 30,0 mol.L-1 de dióxido de carbono na RSM; com 36 mol.L-1 de água e 4,0 mol.L-1 de oxigênio na RAM; e 9,8 mol.L-1 de dióxido de carbono, 6,0 mol.L-1 de água e 0,8 mol.L-1 de oxigênio na RCM. Rendimentos em hidrogênio na saída do reator foram destacados nos níveis 21 % na RSM, 13,5 % na RAM e 37% na RCM. Nas três reformas, efeitos advindos da formação de carbono, com potencial para a desativação do catalisador, indicaram ocorrências de significantes teores na entrada do reator, os quais se apresentaram insignificantes na saída

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo693_1.pdf: 4762765 bytes, checksum: 1188a986789975a8f6599ebcffe65f52 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de reforma do gás natural (GN) com dióxido de carbono apresenta grande potencial para a indústria química e o meio ambiente, podendo ser utilizada como sistema de transformação e armazenamento de energia limpa, devido a sua reversibilidade e endotermicidade. Além de fornecer a melhor matéria-prima para a indústria de síntese, por sua alta seletividade em hidrogênio e monóxido de carbono (H2+CO), na razão de 1:1, esta proporção do gás de síntese conduz à mais recomendada fração de alimentação para a produção de oxo-álcoois, e combustíveis isentos de enxofre e nitrogênio. A presente pesquisa coloca enfoque sobre a transformação do metano com dióxido de carbono em presença de catalisador de níquel. O catalisador utilizado foi preparado através da metodologia de impregnação por via úmida, tendo como sal precursor, o nitrato de níquel hexa-hidratado. Os testes e análises de atividade catalítica foram realizados em micro reator de leito fixo, com massa de catalisador de 0,13g, mistura reacional de CH4:CO2:Ar (1:1,5:7,5), variando sua vazão volumétrica de 200cm3/min a 900cm3/min, sob condições atmosféricas, nas temperaturas de 1023,15K, 1073,15K e 1123,15K. Os produtos da reação de reforma (CO, H2, H2O) conduziram à conversão do metano em torno de 98,12%, e de 84,21% em relação ao dióxido de carbono. As avaliações cinéticas experimentais foram interpretadas por um modelo cinético com base no mecanismo composto pelas etapas de decomposição catalítica heterogênea do metano (I), reação reversa de gás shift homogênea (II) e reação reversa de Boudouard heterogênea não catalítica (III). Os ajustes destes modelos às evoluções cinéticas dos reagentes e produtos do processo, fornecem valores das constantes cinéticas e de adsorção nas etapas de reações nas três temperaturas praticadas, permitindo a quantificação das energias de ativação (EaI = 242,66 kJ/mol, EaII = 350,08 kJ/mol, EaIII = 115,86 kJ/mol, e KadI(2023,15K) = 6,46x10-3 m3/mol, KadI(1073,15K) = 2,42x10-3 m3/mol, KadI(1123,15K) = 1,12x10-3 m3/mol). As avaliações cinéticas permitiram o estabelecimento de previsão de operação do processo de reforma do metano com dióxido de carbono em reator de leito fluidizado projetado e instalado. A utilização de um modelo heterogêneo unidimensional, do tipo Kunii-Levespiel (1969); Van Deemter (1961) para um reator de leito fluidizado borbulhante, permitiram simulações retratando perfis de concentração dos reagentes (CH4+CO2) e dos produtos (CO+H2), destacando-se os efeitos da temperatura

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7852_1.pdf: 1244525 bytes, checksum: 7a2634d76f1f5cffe67253ad5a0a2af7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Desenvolveu-se o processamento das reações de hidrogenação de sacarídeos para produção de polióis em presença de catalisador de níquel suportado em carvão ativado, operando em reator de leito gotejante. Foram realizadas etapas de preparação e caracterização do catalisador, testes catalíticos, montagem do sistema de leito gotejante e operação das reações, modelagem, simulações e validação do processo. Reações de hidrogenação dos açúcares glicose, xilose e lactose foram realizadas em reator de leito gotejante nas condições de 393K a 423K, 10 bar de pressão de hidrogênio, vazão de gás de 300 L/h, vazão de líquido de 5L/h e 700 g de catalisador de Ni (4,81%)/C. Os processos têm seus comportamentos descritos a partir de modelos heterogêneos que consideram regime estacionário, fluxo uniforme com dispersão axial e molhamento parcial do leito catalítico, utilizando taxas de reação do tipo Langmuir-Hinshelwood. No presente trabalho foram desenvolvidos modelos não lineares formados por sistemas de equações diferenciais com taxas de reação heterogêneas acopladas. As equações de modelo foram resolvidas através do método das linhas (ML), gerando perfis de concentração dos sacarídeos e polióis ao longo do reator. A validação com os dados experimentais, confirmou-se para os processos de hidrogenação da glicose e da xilose, tendo-se obtido conversão de 24,64% para hexose com rendimentos em sorbitol de 12,92% e conversão de 17,21%para a pentose com rendimentos em xilitol de 17,50%. O dissacarídeo lactose é 14,90% convertido com rendimento em monossacarídeos e lactitol de 17,67% e 26,48%, respectivamente. Os álcoois produzidos são polihidroxilados de elevado valor agregado e têm utilizações significantes na substituição da sacarose e de outros carboidratos em diversos setores industriais tais como alimentício, cosmético e farmacêutico. Levando-se em conta a importância de se produzir tais polióis, estimou-se que comparativamente ao processo descontínuo, o escalonamento para o processo contínuo em reator de leito gotejante conduziu a aumentos de produção de 35,31vezes maior em relação ao sorbitol, 6,39 vezes maior em relação ao xilitol e de 12,23 vezes maior em relação ao lactitol.