Orientador: Ivonete Ávila / Resumo: O leito fluidizado é um sistema que é utilizado na indústria para diversos tipos de aplicações, variando desde craqueamento de petróleo e processamento de materiais como silício e urânio até secagem de grãos. Dentre esses diversos processos, o leito fluidizado também pode ser aplicado em processos termoquímicos como combustão e gaseificação de biomassa, apresentando vantagens como alta eficiência, perfil térmico homogêneo, além de flexibilidade de combustível. No entanto, o uso da biomassa no leito ainda gera algumas dificuldades, principalmente para partículas como a casca de arroz, que não fluidizam tão facilmente. Para contornar esse problema, normalmente é acrescentado um material inerte e barato como a areia. Essa mistura binária de biomassa e inerte pode gerar outros problemas, como segregação do material particulado, caminhos preferenciais do gás e pontos de estagnação, o que reduz consideravelmente a eficiência do sistema. Portanto, passa a ser importante entender como os diferentes parâmetros existentes no leito influenciam no comportamento dessa mistura para conseguir evitar esses problemas. Nesse trabalho foi feito uma análise comparativa avaliando 3 fatores: tipo de placa distribuidora (perfurada e com injetores tuyere), responsável por injetar o gás de fluidização no leito, a granulometria do material inerte (675 e 325 μm) e porcentagem de casca de arroz (1% até 10% da massa total). Esses fatores foram alterados separadamente para explorar a influência que eles c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fluidized bed is a system used in the industry for a variety of applications, ranging from oil cracking and processing of materials such as silicon and uranium to grain drying. Among these several processes, the fluidized bed can also be applied in thermochemical processes such as biomass combustion and gasification, presenting advantages such as high efficiency, homogeneous thermal profile, and fuel flexibility. However, the use of the biomass in the bed still generates some difficulties, especially for particles like the rice husk, that do not fluidize so easily. To work around this problem, an inert, inexpensive material such as sand is usually added to the bed. This binary mixture of biomass and inert can create other problems, such as segregation of the particulate solids, gas preference paths and stagnation points, which considerably reduces the efficiency of the system. Thus, it becomes important to understand how these different parameters in the bed influence the behavior of the mixture to avoid these problems. In this work a comparative analysis was carried out evaluating 3 factors: type of distribution plate (perforated and with tuyere injectors), responsible for injecting the fluidization gas in the bed, the inert granulometry (675 and 325 μm) and percentage of rice husk (1% to 10% of the total mass). These factors were altered separately to explore the influence they cause on the level of bed mixing between the two particulates (mixing index) as well as the v... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

COELHO, Raquel Macedo Dantas. Elaboração de pó do suco de limão prebiótico desidratado em secador de leito de jorro. 2013. 75 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Tecnologia de Alimentos, Fortaleza-CE, 2013 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-23T12:38:29Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rmdcoelho.pdf: 2001518 bytes, checksum: 23082307fc5c0246da2168a87878c6b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-06-23T12:38:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rmdcoelho.pdf: 2001518 bytes, checksum: 23082307fc5c0246da2168a87878c6b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T12:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rmdcoelho.pdf: 2001518 bytes, checksum: 23082307fc5c0246da2168a87878c6b2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dentre os vários alimentos que fazem parte do grupo dos funcionais, os alimentos prebióticos tem um destaque importante por auxiliarem no bom funcionamento do intestino. A síntese de oligossacarídeos com propriedades prebióticas pode ser realizada aproveitando os açúcares presentes nos sucos de frutas. Porém, os sucos necessitam de técnicas de preservação que garantam a sua estabilidade. A secagem de sucos em leito de jorro tem se mostrado uma alternativa viável para elaboração de suco em pó. Entretanto, a aplicação desse processo em alimentos ricos em açúcares pode ser complicada devido à baixa temperatura de transição vítrea destes compostos, que contribui para a obtenção de pós higroscópicos e aglomerados. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um suco prebiótico de limão e posteriormente desidratá-lo em secador de leito de jorro, elaborando um suco em pó prebiótico de limão. O suco de limão foi inicialmente caracterizado e os oligossacarídeos prebióticos foram obtidos através da síntese enzimática com a dextrana-sacarase. Essa enzima consome os açúcares presentes no suco (sacarose, glicose e frutose) para produzir dextrana e oligossacarídeos prebióticos. A fim de verificar as melhores condições para a obtenção dos oligossacarídeos, foi realizado um planejamento experimental com 11 pontos variando as concentrações de sacarose e açúcar redutor (glicose e frutose). O suco prebiótico de limão foi desidratado em leito de jorro nas temperaturas de 60ºC (10, 15 e 20% - p/p de maltodextrina) e 70ºC (10, 15% - p/p de maltodextrina). Os pós obtidos foram avaliados em relação ao rendimento do processo, umidade, Atividade de água, tempo de reconstituição, higroscopicidade e grau de caking. Posteriormente o suco em pó foi reconstituído e caracterizado físico-quimicamente. A síntese dos oligossacarídeos foi favorecida pela combinação do aumento das concentrações de sacarose (75 g/L) e de açúcar redutor (75 g/L). Utilizando 10% (p/p) de maltodextrina não foi possível coletar pó. Observou-se que maiores concentrações desse agente diminuem a higroscopicidade e a aglomeração dos pós. O pó escolhido para a reconstituição foi desidratado a 70ºC com 15% (p/p) de maltodextrina, tendo em vista que esse pó apresentou maior rendimento e menor atividade de água. A comparação das características físico-químicas do suco de limão, do suco prebiótico e do suco reconstituído, evidencia que a secagem em leito de jorro praticamente não altera as características originais do suco de limão, comprovando que esse método de secagem pode ser empregado para obtenção de suco prebiótico de limão em pó, garantido um produto de alta estabilidade e com suas propriedades conservadas. / Dentre os vários alimentos que fazem parte do grupo dos funcionais, os alimentos prebióticos tem um destaque importante por auxiliarem no bom funcionamento do intestino. A síntese de oligossacarídeos com propriedades prebióticas pode ser realizada aproveitando os açúcares presentes nos sucos de frutas. Porém, os sucos necessitam de técnicas de preservação que garantam a sua estabilidade. A secagem de sucos em leito de jorro tem se mostrado uma alternativa viável para elaboração de suco em pó. Entretanto, a aplicação desse processo em alimentos ricos em açúcares pode ser complicada devido à baixa temperatura de transição vítrea destes compostos, que contribui para a obtenção de pós higroscópicos e aglomerados. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um suco prebiótico de limão e posteriormente desidratá-lo em secador de leito de jorro, elaborando um suco em pó prebiótico de limão. O suco de limão foi inicialmente caracterizado e os oligossacarídeos prebióticos foram obtidos através da síntese enzimática com a dextrana-sacarase. Essa enzima consome os açúcares presentes no suco (sacarose, glicose e frutose) para produzir dextrana e oligossacarídeos prebióticos. A fim de verificar as melhores condições para a obtenção dos oligossacarídeos, foi realizado um planejamento experimental com 11 pontos variando as concentrações de sacarose e açúcar redutor (glicose e frutose). O suco prebiótico de limão foi desidratado em leito de jorro nas temperaturas de 60ºC (10, 15 e 20% - p/p de maltodextrina) e 70ºC (10, 15% - p/p de maltodextrina). Os pós obtidos foram avaliados em relação ao rendimento do processo, umidade, Atividade de água, tempo de reconstituição, higroscopicidade e grau de caking. Posteriormente o suco em pó foi reconstituído e caracterizado físico-quimicamente. A síntese dos oligossacarídeos foi favorecida pela combinação do aumento das concentrações de sacarose (75 g/L) e de açúcar redutor (75 g/L). Utilizando 10% (p/p) de maltodextrina não foi possível coletar pó. Observou-se que maiores concentrações desse agente diminuem a higroscopicidade e a aglomeração dos pós. O pó escolhido para a reconstituição foi desidratado a 70ºC com 15% (p/p) de maltodextrina, tendo em vista que esse pó apresentou maior rendimento e menor atividade de água. A comparação das características físico-químicas do suco de limão, do suco prebiótico e do suco reconstituído, evidencia que a secagem em leito de jorro praticamente não altera as características originais do suco de limão, comprovando que esse método de secagem pode ser empregado para obtenção de suco prebiótico de limão em pó, garantido um produto de alta estabilidade e com suas propriedades conservadas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3335.pdf: 2600508 bytes, checksum: 7bd7dedf1baa69c50930a1552ca3cb12 (MD5) Previous issue date: 2010-08-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study evaluated the influence of the upflow velocity in anaerobic fluidized bed reactor to produce hydrogen. In order to compare that effect, four reactors were used under different upflow velocities each: 0.30; 0.60; 1.24 and 1.88 cm.s-1. Expanded clay was used as support material for immobilization. A synthetic wastewater containing glucose (5000 mg.L-1) was used as substrate. Reactor R124 that was operated under minimum fluidization velocity (1.24 cm.s-1) showed the best values for hydrogen production. The maximum hydrogen production rate was found to be 1.22 L.h-1.L-1. The maximum hydrogen yield was 2.55 mol H2 mol-1 glucose and the biogas content ranged between 30,5 and 61,8 %. No methane was generated. The optimum TDH for expanded bed reactors was 1h while in fluidized bed reactors were 2h. Ethanol was the main metabolite produced, suggesting an ethanol-type fermentation. No trends were shown regardless of the upflow velocity imposed to the system. However, the higher the velocity applied, the higher the hydrogen production rate. / Neste trabalho foi analisada a influência da velocidade ascensional em reator anaeróbio de leito fluidizado para a produção de hidrogênio. A fim de comparação foram empregados quatro reatores apresentando diferentes valores de velocidade de ascensão do fluido, a saber: 0,30 (R030); 0,60 (R060); 1,24 (R124) e 1,88 cm.s-1 (R188). Como material suporte de imobilização foi utilizada a argila expandida. Uma água residuária sintética contendo glicose (5000 mg.L-1) foi utilizada como substrato. O reator R124 trabalhando na velocidade de mínima fluidização foi o reator que apresentou as melhores condições para a produção de hidrogênio. O valor máximo de produção volumétrica de hidrogênio foi de 1,22 L.h-1.L-1. O rendimento foi de 2,55 mol H2 .mol-1 glicose e o conteúdo no biogás entre 30,5 e 61,8 %. Não houve produção de metano em nenhum dos reatores empregados. O TDH ótimo observado para os reatores expandidos foi em 1h enquanto que nos reatores fluidizados o TDH ótimo foi de 2h. Etanol foi o principal metabólito produzido, sugerindo que a rota etanólica de produção foi predominante. Em relação à velocidade ascensional aplicada não foi observada relação com o rendimento nem com o conteúdo do biogás. Porém, quanto maior a velocidade ascensional aplicada, maior a produção volumétrica de H2.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlcivanAEN_DISSERT.pdf: 2539758 bytes, checksum: 98834925b30009da72c23123f8795698 (MD5) Previous issue date: 2013-11-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work studies two methods for drying sunflower grains grown in the western region of Rio Grande do Norte, in the premises of the Instituto Federal de Educa??o, Ci?ncia e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN - Campus Apodi. This initiative was made because of the harvested grain during the harvest, being stored in sheds without any control of temperature, humidity etc. Therewith, many physical, chemical and physiological characteristics are compromised and grains lose much quality for oil production as their germination power. Taking into account that most of the stored grain is used for replanting, the studied methods include drying of grains in a thin layer using an oven with air circulation (fixed bed) and drying in a spouted bed. It was studied the drying of grains in natura, i.e., newly harvested. The fixed bed drying was carried out at temperatures of 40, 50, 60 and 70?C. Experiments in spouted bed were performed based on an experimental design, 2? + 3, with three replications at the central point, where the independent variables were grains load (1500, 2000 and 2500 g) and the temperature of the inlet air (70, 80, and 90 ?C), obtaining the drying and desorption equilibrium isotherms. Previously, the characteristic curves of the bed were obtained. Both in the fixed bed as in the spouted bed, drying and desorption curves were obtained by weighing the grains throughout the experiments and measurements of water activity, respectively. The grains drying in the spouted bed showed good results with significant reduction of processing time. The models of FICK and PAGE were fitted to the experimental data, models which will represent the drying of grains both in the fixed bed as in the spouted bed. The desorption curves showed no influence of the processing temperature in the hygroscopic characteristics of the grains. The models of GAB, OSWIN and LUIKOV could well represent the desorption isotherms / Neste trabalho, foram estudados dois m?todos de secagem para os gr?os de girassol cultivados na regi?o do Oeste Potiguar, nas depend?ncias do Instituto Federal de Educa??o, Ci?ncia e Tecnologia do Rio Grande do Norte IFRN Campus Apodi. Tal iniciativa se deu pelo fato dos gr?os colhidos no per?odo da safra ficarem armazenados em galp?es sem qualquer tipo de controle da temperatura, umidade etc. Com isso, muitas caracter?sticas f?sicas, qu?micas e fisiol?gicas ficam comprometidas e os gr?os tanto perdem qualidade para produ??o de ?leo como seu poder germinativo. Levando em conta que boa parte dos gr?os estocados ? utilizada para replantio, os m?todos estudados contemplam a secagem dos gr?os em camada fina utilizando estufa com circula??o de ar (leito fixo) e a secagem em leito de jorro. Estudou-se a secagem dos gr?os in natura, ou seja, rec?m-colhidos. A secagem em estufa foi realizada nas temperaturas de 40, 50, 60 e 70 ?C. Os experimentos em leito de jorro foram realizados com base em um planejamento experimental do tipo 22 + 3, com tr?s repeti??es no ponto central, onde as vari?veis independentes foram a carga de gr?os (1500, 2000 e 2500 g) e a temperatura do ar alimentado (de 70, 80 e 90 ?C), obtendo-se as curvas de secagem e as isotermas de equil?brio do gr?os. Previamente, foram obtidas as curvas caracter?sticas do leito. Tanto na estufa como no leito de jorro foram obtidas as curvas de secagem e as isotermas de equil?brio atrav?s da pesagem dos gr?os ao longo dos experimentos e das medidas de atividade de ?gua, respectivamente. A secagem dos gr?os no leito de jorro apresentou bons resultados com significativa diminui??o do tempo de processamento. Foram ajustados os modelos de FICK e PAGE aos dados experimentais, modelos estes que representaram muito bem a secagem dos gr?os tanto na estufa como no leito de jorro. As isotermas de equil?brio mostraram que n?o houve influ?ncia da temperatura de processamento nas caracter?sticas higrosc?picas dos gr?os. Os modelos de GAB, OSWIN e LUIKOV conseguiram representar bem as isotermas de equil?brio na temperatura de 25?C

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest and the consumption of natural dyes have been increasing over the last years. The urucum seeds have a dye located in their external layer called bixin. The spouted bed, since it is an inexpensive equipment and because of its simple operation, can be an excellent alternative for mechanical extraction of the bixin from the surface of the urucum seeds, on small and average country properties. However, despite having some interesting fluidodinamics characteristics for the related application, such as an intense movement of particles and an effective gas-solid contact, the spouted bed presents some restrictions that have limited its application. This work had as objective to study the effect of the variables: use of the draft, the load of the urucum seeds and the air velocity on the process of the mechanical extraction of the bixin in a spouted bed. The computational fluidodinamics technique (CFD) was used to describe numerically the behavior both of the urucum seeds and the air inside the spouted bed. By means of the results obtained it was possible to achieve the operational conditions that maximize the efficiency of removal and allow the attainment of a product with the appropriate quality. From the experimental planning, carried through in order to study the effect of the load of the seeds, the air flow and the presence of the draft in the mechanical extraction of the bixin from urucum seeds, it was possible to get to the conclusion that the presence of the "draft" was the variable that had the highest effect in all the studied answer variables (mass of extracted powder, productivity and bixin concentration). Since the presence of the draft showed to be the variable that governs the attrition kinetics, the effect of the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) was studied, in view of the maximization of the dyeing production. The experimental results showed that the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) that most favors the mechanical extraction of the bixin in spouted bed was the one of 4cm. The results of the simulation through CFD also helped in the understanding of the best performance for the configuration of the spouted bed using a draft, placed at ht = 4 cm. Through the simulations, it was also possible to get values of velocity for the condition of minimum spouting, close to the experimental values, with relative errors of about 4%. / O interesse e o consumo dos corantes naturais têm aumentado muito nos últimos anos. As sementes do urucum possuem um corante situado nas partes externas denominado bixina. O leito de jorro por se tratar de um equipamento barato e de operação simples, pode ser uma excelente alternativa para extração mecânica da bixina da superfície das sementes de urucum, em pequenas e médias propriedades rurais. Entretanto, apesar de apresentar algumas características fluidodinâmicas interessantes para a referida aplicação, tais como um intenso movimento das partículas e um efetivo contato gás-sólido, o leito de jorro apresenta algumas restrições, que tem limitado a sua utilização. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos das variáveis: uso do tubo draft, a carga de sementes e a velocidade do ar no processo na extração mecânica da bixina em leito de jorro. A técnica da fluidodinâmica computacional (CFD) foi utilizada para descrever numericamente a fluidodinâmica do escoamento das sementes de urucum e do ar no leito de jorro. Por meio dos resultados obtidos foi possível obter as condições operacionais que maximizam a eficiência de remoção e permitem a obtenção de um produto com a qualidade adequada. A partir do planejamento experimental realizado para estudar o efeito da carga de sementes, da vazão do ar e da presença do draft na extração mecânica da bixina, foi possível concluir que a presença do draft foi a variável que teve o maior efeito em todas as respostas estudadas (massa de pó extraído, produtividade e concentração de bixina). Uma vez que a presença do tubo interno mostrou ser a variável que governa a cinética de atrição, foi estudado o efeito da distância do tubo à base do leito (ht), tendo em vista a maximização da produção do corante. Os resultados experimentais mostraram que a distância do draft à base (ht) que mais favorece a extração mecânica da bixina em leito de jorro é de 4cm. Os resultados da simulação por CFD ajudaram na compreensão do melhor desempenho para a configuração do leito de jorro com tubo draft e ht = 4 cm. Com as simulações também foi possível obter valores de velocidade para a condição de jorro mínimo próximo dos valores experimentais, com erros relativos na ordem de 4%. / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T19:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_PauloSergiodaSilva_D.pdf: 16531970 bytes, checksum: 29f4837be6b441e6118e76a89e91a0ab (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Xisto pirobetuminoso é uma rocha sedimentar que contém querogênio, um material orgânico que se encontra disseminado em sua estrutura mineral. O querogênio é extraído por aquecimento a altas temperaturas, em reatores conhecidos como retortas, 1iberando óleo e gás. Este óleo quando refinado produz destilados com as mesmas características encontradas nos de petróleo, sendo considerado uma fonte de energia alternativa. A existência de umidade no xisto na entrada do reator gera uma zona de secagem influenciando na redução da temperatura dos gases e diminuição da eficiência da retorta. O objetivo deste trabalho é investigar a perda de umidade durante a secagem de partículas de xisto, visando conhecer os mecanismos envolvidos. Para obter o perfil de umidade ao longo do tempo foram utilizadas partículas classificadas em três diferentes lotes quanto ao diâmetro médio de partícula (dp): partículas individuais do Lote A (dp = 80 mm e dp = 60 mm); partículas do Lote B que subdivide-se em quatro sublotes (~ = 5,3 mm, dp = 3 mm, dp = 1,5 mm e dp = 0,85 mm) e partículas do Lote C (dp < 0,074 mm). Os experimentos de secagem foram realizados em diversos secadores: partículas do Lote A secas em estufa com circulação de ar a 60°C e 90°C; partículas do Lote B secas em bandeja termogravimétrica a 40°C, 60 °c, 80°C e 100°C e em leito de jorro e leito fluidizado a 50°C e 70°C; partículas do Lote C secas em um analisador termogravimétrico, cujas temperaturas iniciais de 20°C variaram ao longo do tempo até atingir valores máximos de 40 °C, 70°C e 100°C. Exceto os experimentos realizados no ana1isador termogravimétrico, em todos os demais a temperatura foi mantida constante. Utilizou-se o modelo matemático de difusão de Fick, considerando geometrias uni e tri-dimensionais. Na solução destes modelos foram desenvolvidos programas em linguagem Fortran para descrever a variação de umidade das partículas de xisto ao longo do tempo e da posição, levando-se em conta a geometria da partícula e a temperatura do ar de secagem (constante ou variável). Os resultados preditos pelos modelos foram comparados com os experimentais apresentando boa concordância. Estes modelos podem contribuir na estimativa de parâmetros desconhecidos do processo. Quanto ao leito em jorro e leito fiuidizado, verificou-se que são técnicas adeqüadas para a secagem de xisto / Abstract: Oil shale is a sedimentary rock which contains kerogen, an organic matter scattered througout a mineral matrix. Kerogen is extracted by pyrolysis at high temperatures in reactors known as retorts producing oil and gas. The oil, when refined, produces distillates with the same characteristics as petroleum. Oil shale is considered an alternative energy source to petroleum. At the top of a moving bed retort oil shale moisture vaporization consumes energy, thereby reducing the retort efficiency. Oil shale drying has been investigated to optimize pyrolysis. The objective of this work was to investigate the moisture loss during oil shale particles drying to know the mechanisms involved. In order to obtain the moisture profile with time particles classified in three different categories / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

No revestimento por solidificação de material fundido o agente de revestimento é aplicado em seu estado liquefeito e se solidifica na superfície do substrato, formando a cobertura desejada, eliminando o uso de solventes. O presente trabalho teve como objetivo estudar dois tipos de processo: revestimento de partículas grandes em leito de jorro e revestimento de partículas finas em leito fluidizado, e avaliar a influência de parâmetros do processo sobre propriedades físicas e farmacotécnicas das partículas revestidas, assim como usá-las no preparo de comprimidos. As partículas grandes foram revestidas com PEG 4000, sendo o estudo do processo feito através de um planejamento fatorial completo 23 com triplicatas no ponto central. As variáveis estudadas foram pressão do ar de atomização, vazão de atomização e altura do bico de atomização. Para as partículas revestidas foram determinados a distribuição granulométrica, o fator de Hausner e o índice de Carr. Os comprimidos destas partículas foram submetidos a ensaios de dissolução in vitro, para avaliação dos perfis de liberação de paracetamol. As partículas finas foram revestidas com uma dispersão sólida de PEG 4000 e curcumina, sendo o estudo do processo feito através de um planejamento fatorial completo 23, seguido de um planejamento Box-Behnken. As variáveis estudadas foram pressão do ar de atomização, vazão de atomização e quantidade de dispersão sólida. Para as partículas revestidas foram determinados a distribuição granulométrica, densidades aparente e compactada, fator de Hausner, capacidade de compactação, porosidade total, além de serem submetidas a microscopia eletrônica de varredura e a análise por DSC. A dispersão sólida também foi caracterizada através de análise por DSC, espectroscopia no infravermelho, difração de raios X, sendo também feita a determinação da solubilidade da curcumina em água. Os comprimidos destas partículas foram caracterizados através da obtenção do diagrama de Heckel, curvas de dureza em função da pressão de compressão aplicada e ensaio de dissolução in vitro. Para as partículas grandes, o estudo do processo sugeriu que a vazão de atomização foi o fator de maior influência sobre o tamanho das partículas, influenciando o grau de aglomeração durante o processo. Uma menor vazão de atomização resultou em um menor grau de aglomeração das partículas. A caracterização da dispersão sólida mostrou que houve um aumento da solubilidade da curcumina e que ela interage com PEG 4000. Para as partículas finas, o estudo do processo sugeriu que a pressão do ar de atomização foi fator de maior influência sobre o tamanho das partículas, sendo o seu revestimento favorecido quando se operou com o altos valores de pressão. Ambos os tipos de partículas revestidas resultaram em comprimidos com características adequadas. / The hot-melting coating is a solvent-free technique used to coat pharmaceutical solid dosage forms. The coating agent is applied in its melted state, and after its solidification, the coating is formed. The objective of this present work was to study two types of processes: coarse particle coating in spouted bed and fine particle coating in fluidized bed, evaluate the influence of process parameters on particle size and flow properties, as well as their tableting. Coarse particles were coated with PEG 4000, and the process study followed a full factorial design 23 with triplicates in the central point. The factors studied were atomization air pressure, atomization rate, and vertical position of the spray nozzle. Particle size distribution, Hausner factor and Carr index were determined for coated particles. Tablets of these particles were submitted to dissolution tests to obtain their release profile of paracetamol. Fine particles were coated with a solid dispersion of PEG 4000 and curcumin, in a study of the process that followed a full factorial design 23, and a Box-Behnken design. The factors studied were air atomization pressure, atomization rate, and the PEG 4000 content. Coated particles were characterized by their bulk and tapped densities, particle size distribution, Hausner factor, ability to settle, total porosity, scanning electron microscopy and DSC analysis. Solid dispersion was also characterized by DSC analysis, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, being also made the determination of the curcumin solubility in water. Heckel´s plot, hardness as function of the applied pressure and in vitro dissolution tests were used to characterize the tablets. The study of the coating process of coarse particles suggested that the atomization rate was the most significant factor, influencing the particle agglomeration degree during the process. The lower the atomization rate, the lower the degree of particles agglomeration. Curcumin in the solid dispersion showed an increase in water solubility and also showed an interaction with PEG 4000 by hydrogen bounding. The study of the fine particles coating process showed that the atomization air pressure was the most significant factor on particle size. All tablets prepared from both types of coated particles showed adequate characteristics.

Este trabalho de investigação refere-se ao uso do reator anaeróbio híbrido para tratamento de esgoto sanitário, com configuração baseada no reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) com inclusão de: meio suporte sobre as calhas de coleta de gás (denominado reator anaeróbio híbrido - UAHB) e, também, meio suporte na zona de reação (denominado reator anaeróbio híbrido modificado - UAHBmod). Para o desenvolvimento desta pesquisa, no Campus I da USP de São Carlos-SP foram construídos dois reatores experimentais de 18,8 m3 cada: um reator UASB, com função de controle, e um reator UAHB. Primeiramente os reatores foram operados por período de 200 dias, com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 h. Após serem inoculados, com 80 dias de operação, os reatores atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média de DQO, de 84% e 85% e de DBO de 87% e 91%, respectivamente para o UASB e o UAHB. Após esse período, os reatores foram submetidos a aumento da velocidade ascensional (Vasc) (mediante recirculação do efluente) de 0,78 m.h-1; 1,17 m.h-1; 1,56 m.h-1 e de 1,96 m.h-1. O UAHB mostrou ser menos susceptível ao aumento da Vasc do que o UASB. Além da análise da operação dos reatores, foram realizados os ensaios hidrodinâmicos e avaliada a estrutura da comunidade microbiana, por microscopia ótica, epifluorescência e pela técnica do DGGE. Após esse período preliminar, os reatores UAHB e UAHBmod, operados com TDH de 6h e Vasc de 0,78 m.h-1, atingiram o estado de equilíbrio dinâmico aparente, com geração de alcalinidade, baixa concentração de ácidos voláteis e eficiência de remoção média da matéria orgânica, de 71% e 76% em DQO, e de 72% e 87% em DBO, respectivamente para o UAHB e UAHBmod. Após este período, o reator UAHBmod, submetido a Vasc de 1,56 m.h-1, promoveu remoção de 74% de DQO, e de 87% de DBO. / This research refers to the use of a hybrid anaerobic reactor (UAHB) for domestic wastewater treatment. The configuration of this reactor is based on a sludge bed anaerobic reactor (UASB); in the first instance, a media support above the gas collection apparatus (also known as hybrid anaerobic reactor) was provided and later, a media support on the reaction zone (also known as hybrid modified anaerobic reactor - UAHBmod) was provided. Two reactors, with a volume of 18.8 m3, each, were built for this research at Campus I, USP in São Carlos - SP-Brazil. One UASB reactor acted as a control, and the other as a UAHB reactor. In the preliminary essays, the reactors were operated with 6h of hydraulic detention time (HDT) for 200 days. After inoculation, the reactors attained the apparent dynamic equilibrium state after 80 days of operation, with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 84% and 85% in terms of COD, and 87% and 91% in terms of BOD, for UASB and UAHB reactors, respectively. After this period, the reactors were submitted to an increasing in up velocity (Vup) of 0.78 m.h-1; 1.17 m.h-1; 1.56 m.h-1 and 1.96 m.h-1. The UAHB reactor showed lesser susceptibility for Vup increase than the UASB reactor. Hydrodynamic tests were also done on the reactors, in addition to routine operational analysis. The structure of the microbial community was evaluated by optical and epifluorescence microscopy, and the DGGE technique. After this step, the UAHB and the UAHBmod reactors were operated out 6h of HDT and Vup of 0.78 m.h-1. The reactors attained the apparent dynamic equilibrium state with alkalinity generation, low volatile acids concentration and mean organic matter removal of 71% and 76% in terms of COD, and 72% and 87% in terms of BOD for the UASB and UAHBmod reactors, respectively. After this period, the UAHBmod reactor was subjected to a Vup of 1.56 m.h-1 and achieved removal efficiencies of 74% COD and 87% BOD.

A indústria de ferro e aço corresponde a cerca de 8% das emissões globais de CO2. O carvão vegetal é uma alternativa existente ao uso de carvão fóssil e coque na indústria metalúrgica e é utilizado em alguns altos fornos no Brasil. Embora possua algumas vantagens em termos de maior reatividade e menor teor de cinzas em relação ao coque, o carvão vegetal possui baixa resistência mecânica e alta friabilidade, dificultando o transporte, manuseio e os processos. Não existem normas para avaliar a resistência à compressão de carvão vegetal, e os métodos existentes empregados em outras pesquisas consistem em preparar corpos de prova livres de defeitos e comprimi-los na direção das fibras. Por se tratar de um material com formato irregular, granular e anisotrópico, estes ensaios podem não revelar o comportamento de um leito de carvão vegetal, como um todo, quando sujeito a cargas compressivas. Isto pode não representar condições industriais, onde a carga sobre o carvão não é aplicada exclusivamente na direção das fibras, mas é aplicada de maneira aleatória. Esta dissertação propõe uma abordagem para se quantificar os efeitos da aplicação de cargas compressivas sobre um leito de carvão vegetal distribuído aleatoriamente. Isto representa uma tentativa de simular condições mais próximas das industriais, como ocorreria em um alto forno, em vez de fazer a análise de pedaços individuais de carvão. Foi montado um aparato consistindo em um tubo contendo um leito de carvão e com um êmbolo empurrado por máquina de ensaio universal. As experiências consistem em utilizar o aparato para realizar repetições de ensaios de compressão de carvão de tamanho inicial controlado. Assim, é obtida uma distribuição granulométrica em função da carga aplicada, que é classificada por peneiramento e pesagem. A partir disto, a distribuição granulométrica é analisada de forma qualitativa e quantitativa com uso de ferramentas estatísticas. Através dos índices de quebra e sobrevivência, o método produz resultados reprodutíveis com número de repetições suficiente. Desta forma, é possível prever o comportamento de um leito de carvão vegetal sob compressão. / The iron- and steel industry is responsible for about 8% of the total global CO2 emissions. Charcoal is an existing alternative to the use of coal and coke in the metallurgical industry and is used in some blast furnaces in Brazil. Although it has some advantages against coke in terms of higher reactivity and lower ash contents, charcoal has inherently low mechanical strength and high friability, imposing difficulties to its transportation, handling and use in processes. There are no standards to evaluate charcoal compression strength, and the existing methods used in other researches consist in using prepared specimens and compressing them in the direction of the fibres. As charcoal is irregular shaped, granular and anisotropic, these tests may not reveal the behaviour of a charcoal bed, as a whole, when undergoing compressive loads. This may not relate to industrial conditions, where the load on charcoal is not exclusively applied on the direction of the fibres, but is randomly applied instead. This dissertation proposes an approach to quantify the effects of applying load on randomly distributed bulk charcoal. This represents an attempt of simulating conditions similar to what is expected in the industrial practice, such as in a blast furnace, rather than analysing individual pieces of charcoal. An apparatus has been prepared consisting of a tube and a piston that is pushed by an universal test machine. The experiments consist in carrying out repeated tests of compression of controlled sized charcoal with the apparatus. A particle size distribution is obtained as a function of the applied load, which is then classified by screening and weighing. Based on that, the particle size distribution is analysed both qualitative and quantitatively by using statistical tools. By means of the friability and survivability indexes, the method generates reproducible results with a sufficient number of repeats. In this way, it is possible to predict the behaviour of charcoal bulk under compression.

O presente trabalho teve como objetivo aprimorar a síntese de biodiesel por via enzimática empregando óleo de babaçu pela rota etílica. A motivação do uso do óleo de babaçu é referente ao seu forte potencial para a produção de combustível, tendo em vista que é de baixo custo e abundante em localidades carentes de fontes de energia, o que estimula a realização de pesquisas nesta área, procurando benefícios ambientais, energéticos e econômicos. Para atingir o objetivo proposto, teve-se como proposta a transesterificação do óleo de babaçu com etanol mediada pela enzima lipase em fluxo contínuo empregando reator de leito fixo. A enzima selecionada para condução dos experimentos foi a lipase microbiana de Burkholderia cepacia (lipase PS) imobilizada covalentemente em matriz híbrida sílica-PVA com comprovada eficiência na síntese de biodiesel a partir de diferentes matérias-primas lipídicas. Todos os experimentos foram efetuados na ausência de solventes a 50?C. A parte experimental foi iniciada pelos testes comparativos de desempenho da montagem experimental proposta utilizando a preparação de lipase previamente selecionada e a lipase Novozym® 435 disponível comercialmente na forma imobilizada, de comprovada eficiência para utilização em reatores de leito fixo. Os resultados indicaram que ambas as preparações de lipase são adequadas para catalisar a síntese de biodiesel em regime contínuo, entretanto a grande limitação de operação do reator está relacionada com a elevada composição em ácidos graxos saturados (? 83%) na matéria-prima lipídica, que acarreta entupimentos nas conexões e obstrução do leito. Para contornar as limitações identificadas foi proposto um sistema de aquecimento para manter constante a temperatura na faixa requerida (45-50?C) em todo o aparato experimental. O desempenho do reator (diâmetro interno X altura: 15 mm X 210 mm) foi avaliado para substratos constituídos de óleo de babaçu e etanol em duas razões molares (1:7 e 1:12), definindo os limites de operação em termos de vazão do substrato. Foi quantificado o desempenho do sistema para 4 diferentes vazões volumétricas correspondendo a tempos espaciais entre 7 a 13h e determinadas para cada condição a influência do tempo espacial na concentração de ésteres de etila formados, rendimentos de transesterificação e produtividade. A razão molar entre os materiais de partida interferiu de maneira marcante no alcance de elevadas conversões dos ácidos graxos presentes no óleo de babaçu em seus ésteres de etila correspondentes, sendo o sistema maximizado para substratos contendo maior excesso de etanol (razão molar óleo: etanol de 1:12). Nessas condições, o funcionamento do sistema foi comprovado quantitativamente para tempos espaciais no reator iguais ou superiores a 11h, fornecendo rendimentos de transesterificação médios de 95,00 ? 4,68 % e produtividade de 54,80 ? 2,70 mgéster.gmeio-1.h-1. A lipase PS imobilizada em SiO2-PVA foi estável quanto a suas características morfológicas e catalíticas revelando tempo médio de meia-vida (t1/2) de 40 dias, sendo ainda possível sua reutilização em um novo ensaio. As características globais do desempenho do sistema contínuo proposto tornam atrativo a continuidade dos estudos em escala ampliada de processo, entretanto recomenda-se a utilização de óleos vegetais com menor teor de ácidos graxos saturados. / The purpose of this work was to enhance the enzymatic synthesis of biodiesel from babassu oil by ethanolic route. Babassu oil was chosen as a feedstock due to its potential for fuel production, including low cost and availability in regions where energy sources are needed; stimulating the developing of research projects looking for environmental, energetic and economical benefits. To attain this purpose, the transesterification reaction of babassu oil with ethanol was mediated by the enzyme lipase on packed bed reactor running on continuous mode. The selected enzyme was the microbial lipase from Burkholderia cepacia (lipase PS) covalent immobilized on hybrid matrix silica-PVA (SiO2-PVA) which showed already satisfactory performance in the biodiesel synthesis from different lipidic feedstocks. The experiments were carried out in solvent free system at 50°C. The experimental work was started by performing comparative tests of the proposed experimental assembly, using the previously selected lipase preparation and a commercial available immobilized lipase Novozym® 435, which has consistent high performance to be used on fixed packed reactors. The results indicated that both lipase preparations are able to catalyze the biodiesel synthesis under continuous operation; however limitations were found to maintain stable operation. This was related to the high concentration of saturated fatty acids (83%) present in the feedstock, which blocked the tube connections and led to bed obstruction. To overcome these limitations, a warming system was proposed to ensure constant the temperature at the required range (45-50°C) in the entirely experimental apparatus. The performance of the reactor (inner diameter X height: 15 mm X 210 mm) was evaluated for substrates composed by babassu oil and ethanol in two molar ratios (1:7 e 1:12), determining its operation limits in terms of substrate flow rate. The system performance was quantified for four different flow rates corresponded to spatial times between 7 and 13 h. For each condition, the influence of spatial times in the ethyl esters formation, transesterification yields and productivities were determined. The raw materials molar ratio interfered, in a remarkable way, the conversion of babassu oil into the correspondent ethyl esters and the system was optimized for the substrates containing high excess of ethanol (oil-to-ethanol molar ratio of 1:12). In these conditions, the reactor operation was demonstrated for spatial times higher than 11h, attaining transesterification yields of 95,00 ? 4,60% and productivities of 54,80 ? 2,70 mgesters.gmedium-1.h-1The lipase PS immobilized on SiO2-PVA was found to be stable regarding its morphological and catalytic characteristics, showing half-life time (t1/2) of 40 days. The immobilized enzyme can be also reused in a new run and the presence of substrate containing high ethanol levels did not affected the lipase stability. The performance characteristics of the proposed continuous system made attractive to develop further studies aiming at scaling up the process, however it is recommended to use vegetable oils having lower saturated fatty acids levels.