Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pellegrino_Roberto_M.pdf: 5673705 bytes, checksum: ab5152461f33f423ca032ca41d02c786 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente trabalho aborda a influência da adição de vapor d¿água no rendimento do gás combustível e na remoção de H2S do carvão mineral misturado com dolomita e gaseificado em reator de leito fluidizado. Para isso foi necessária a construção de um gaseificador de 0,2 m de diâmetro interno que foi operado sob pressão atmosférica utilizando ar e vapor como agentes fluidizantes. Na primeira etapa deste estudo, verificou-se o funcionamento de todos os componentes do gaseificador e estabeleceu-se as condições de operação. Em uma segunda etapa, fez-se a introdução de vapor e avaliou-se sua influência na formação dos gases gerados. Posteriormente, adicionou-se ao combustível a dolomita como agente adsorvedor e verificou-se seu efeito juntamente com o vapor na remoção do H2S. Nas condições estudadas, observou-se que quando se adiciona vapor, o teor de H2S gerado tende a aumentar consideravelmente atingindo valores de até 2367 ppm. Utilizando-se dolomita totalmente calcinada na razão molar Ca/S = 2, e 10 e 20 % de vapor a porcentagem de remoção de H2S situou-se em torno de 40%. Porém, quando se aumenta a razão Ca/S para 4 e vapor a 20%, os valores de remoção de H2S obtidos foram de aproximadamente 80% / Abstract: The present work deals with the influence of water steam addition in the calorific value of combustible gas resulting from gasification of mineral coal and dolomite mixture, and in the H2S removal. The experiments were carried out in a fluidized bed reactor with 0,2 m of inner diameter, operated at normal atmosphere pressure, using air and water steam as fluidizing agents. In the first stage of this study, working conditions of all components was verified and operating parameters were established. Then water steam was introduced in reactor and its influence on formed gases was evaluated. In a sequence, dolomite was added to the coal as adsorbing agent and its effect on H2S removal was also followed. It has been observed for the experimental conditions of this work an increasing H2S when water steam is introduced in the reactor reaching values of 2367 ppm. By rising calcined dolomite, in the molar ratio of Ca/S = 2, plus 10 and 20% of steam, a 40% of H2S removal was observed. However for a Ca/S = 4 molar ratio and 20% of steam, H2S removal increased to 80% / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CurveloSantana_JoseCarlos_D.pdf: 2790492 bytes, checksum: 998c5d670d1553e55823381772bbddce (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Em atenção ao desenvolvimento de novas tecnologias é que neste trabalho foram feitos estudos de recuperação das enzimas a e b-amilases produzidas a partir das sementes de milho (Zea mays) em sistema de adsorção em leito expandido (ALE), para agregar valor a esta cultura, muito difundida em nosso país. Para tanto, foram feitas otimizações das etapas de produção do malte de milho, desde o processo de germinação (variando tempo) até a secagem (variando tempo e temperatura), para obter este produto com boa atividade enzimática. A caracterização hidrodinâmica da coluna de ALE foi feita para avaliar os efeitos dos: tampões fosfato (a 22°C) e Tris/HCl, com ou sem malte de milho, sobre a fluidização do leito contendo a resina de troca iônica Amberlite IRA 410. Durante a recuperação das enzimas usou-se como fatores a altura do leito fixo (4 cm) e expandido (8, 12, 16 cm), o pH (5, 6 e 7), e o tipo de tampão (fosfato ou Tris/HCl ambos a 0,05M), em condições constantes de eluição (NaCl 0,25M a 14mL/min). Os resultados mostraram que para se obter um malte com maior atividade enzimática deve-se parar a germinação das sementes no quarto dia e secá-las a 54°C por 5-6 h. A equação de Richardson-Zaki se ajustou à fluidização das resinas sobre o efeito dos fatores estudados, e o estudo de hidrodinâmica mostrou que altura do número de pratos teóricos (HETP), a dispersão axial (Daxial) e o número de Peclet (Pe) aumentaram com a elevação da altura e da porosidade do leito. O tampão fosfato aumentou a afinidade entre a resina e as enzimas, enquanto que o tampão Tris/HCl não promoveu adsorção das mesmas. A recuperação das amilases em leito expandido foi melhor que em leito fixo e aumentou usando 8 cm (grau de expansão dois) a pH 7. O fator de purificação foi de 500 vezes a atividade inicial, provavelmente por redução de impureza. Desta forma, este trabalho contribuiu para a obtenção de condições ótimas para se produzir as a e b-amilases a partir das sementes de milho (Zea mays), com alto potencial enzimático e boa aceitação comercial, e assim ele poderá agregar valor à cultura do milho / Abstract: Aiming to development of new technologies, in this work a and b-amylases recovery from maize (Zea mays) malt by expanded bed adsorption (EBA) was studied in order, to aggregate value to the maize culture which is diffused into our Country. Thus, the optimization of the manufacture steps of maize malt, since the germination (changing the time) until the drying process (changing of time and temperature) were make to obtain this product with good activity. The hydrodynamic characterization of EBA column was making to evaluation of effects of: phosphate (at 22°C) and Tris/HCl buffer, with or without maize malt, on the bed fluidization using the Amberlite IRA 410 ion-exchange resin. The effects of bed (4 cm) and expanded bed height (8, 12 and 16 cm), pH (5, 6 e 7) and buffer type (phosphate or Tris/HCl, both 0.05M) on enzyme recovery were observed under fixed conditions for elution (NaCl 0.25M at 14mL/min). The results showed that maize seeds germination must be stopped in the 4 days and drying process conducted at 54°C for 5-6 h, to obtain the maize malt with good enzymatic activity. Richardson-Zaki equation fitted to behavior of the resins fluidization on the effect of factors studied in this work, and the hydrodynamic study showed that height equivalent to the theoretical plates (HETP), axial dispersion (Daxial) and Peclet number (Pe) increased using higher bed height and voidage. The use of phosphate buffer increased to the affinity between resins and enzymes; while the Tris/HCl buffer was not promoted to enzymes adsorption on resins. Amylase recovery by expanded bed was more effective than fixed bed chromatography and increased using 8 cm (two expansion degrees) and pH 7. The purification factor was of 500 times, due to reduction of impurity. Thus, this work had contributed to found of optimal conditions of a e b-amylases production from maize (Zea mays) malt, at high enzymatic potential and good commercial acceptance, and in this way to aggregate value to the maize culture / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Lucia Helena Innocentini e Celia Regina Granhen Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T06:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamasco_Rosangela_D.pdf: 3909887 bytes, checksum: 9422e340b8a6dee867d7436312fef4a4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A utilização de particulas poliméricas para a adesão microbiana, para tratamento aeróbio de efluente sintético, foi avaliada em um reator de leito fluidizado trifásico (1 Litro). Três suportes poliméricos: polistireno, PVC e PVC + DOP ¿Plastilicizer¿ com diâmetros médios de 2,33; 2,36 e 4,68 mm e densidade de 1140, 1297 e 1205 kg/¿m POT 3¿, respectivamente, foram estudados no processo de tratamento aeróbio. Esses suportes passaram por um tratamento ácido, de modo a acrescentar-lhes características superficiais como: rugosidade, porosidade e carga elétrica, com a perspectiva de melhorar a adesão microbiana e a performance do processo de tratamento biológico. A infleência do tratamento superficial sobre as características dos suportes poliméricos foi avaliada pelas técnicas de microscopia acústica, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e microscopia eletrônica de varredura. Três diferentes inóculos: lodo ativado, culturas puras de Klebsiella sp. e E. Coli, isolado do lodo ativado, foram utilizados com o objetivo de verificar a influência da cultura microbiana na performance do processo. Além dos controles e análises usuais do processo (DQO, MÊS, 'O INT. 2¿ dissolvido, pH, etc...) foram analisados os teores de proteína e polissacarídeos no biofilme aderido ao suporte e à saída do reator. Realizou-se durante os ensaios um acompanhamento do desenvolvimento e crescimento microbiano ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The utilization of polymeric particles for microbial adhesion, in aerobic treatment with synthetic effluent, was evaluated in a three-phase fluidized-bed reactor (1 liter). Three polymeric supports ¿ polystirene, PVC and plasticizer PVC + DOP with respective averange diameters of 2.33, 3.36 and 4.68 mm and densities of 1,140, 1,297 and 1,205 kg/¿m POT. 3¿ ¿ were studied the process of aerobic treatment. The supports were submitted to an acid tratment to acquire surface characteristics of rugosity, porosity and electrical charge in order to improve the microbial adhesion and the performance of the biological treatment process. The influence of the surface treatments on the characteristis of the polymeric supports was evaluated by the use of acoustic scanning microcope, differential scanning calorimeter (DSC) and eletronic scanning microscope. Three different inocula: activated sludge, Klebsiella and E. Coli net cultures, isolated from the activated sludge, were utilized to verify the influence of microbial culture on the process perfomance. Besides the controls and usual analysis of the process (COD, suspended solids, dissolved 'O IND. 2¿, pH, etc.), protein and polysaccharide contents in the biofilm adhered to the support and the outlet of the were also analysed. The development and microbial were monitored during the experiments ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ayub_GamelSaidEduardo_D.pdf: 13298136 bytes, checksum: d75e85245d726627df495c822beb4227 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho objetivou-se o desenvolvimento de uma unidade experimental para revestimento de uréia com enxofre. Verificou-se quantitativamente a relação entre a qualidade do produto e as principais variáveis de operação tais como: temperatura do ar de jorro, vazão de enxofre e vazão do ar de atomização. Avaliou-se a cinética de crescimento da uréia e a eficiência do processo. Analisou-se a qualidade do produto, em termos de D25% e através de microscopia eletrônica. As partículas recobertas foram grânulos de uréia, com formato quase esférico. Como material de recobrimento foi utilizado o enxofre elementar, de uso agronômico e encontrado no mercado. O leito de jorro bidimensional foi projetado e construí do em acrílico, para que se pudesse visualizar o fenômeno. Os experimentos foram realizados com ângulo de base de 60°, nas seguintes condições de operação: temperatura de ar de jorro de 69,0°C e 82,5°C, vazão de enxofre de 26,8g/min. e 33,9g/min. e vazão de ar de atomização de 1,Om3fh e 1,4m3fh. Um atomizador de duplo fluido com mistura interna foi instalado na base do leito, e o enxofre liquefeito foi atomizado em concorrente com o ar de jorro. Para a realização dos experimentos utilizou-se o planejamento fatorial completo em dois níveis. Determinou-se que a vazão de enxofre é significante estatisticamente para o crescimento cinético, já para D25% a temperatura do ar de jorro e a vazão do ar de atomização, revelaram ser significantes estatisticamente. Os valores obtidos para a eficiência do processo foram satisfatórios, estando na faixa de 80,34% - 88,93%. A melhor qualidade do produto, em termos de D25%, foi obtido no nível mais elevado de temperatura de ar de jorro, vazão de enxofre e de ar de atomização. A microscopia revelou a presença de crateras nas partículas inertes, o que favoreceu a rápida difusão da uréia, pois estas aumentaram à medida que transcorria o recobrimento. Operando-se ao menor nível de temperatura não houve uma XVIII diferença significativa na qualidade do produto para os dois níveis de vazão de enxofre e de ar de atomização. Observou-se, ainda, que a superfície das partículas recobertas são irregulares e a irregularidade se mantém e até aumenta ao longo do processo. Ao maior nível de temperatura a superfície das partículas recobertas apresentaram ainda irregularidades, porém, menos acentuadas, além das fendas existentes começarem a ser obstruídas levando a uma menor difusividade da uréia e conseqüente melhora na qualidade do produto. Quanto aos cristais depositados nas partículas de uréia durante o recobrimento notou-se que para o menor nível de temperatura formaram-se cristais pequenos, grupamentos irregulares e defeitos na superfície. Já para o maior nível de temperatura os cristais formados são maiores, melhor agrupados e proporcionando um revestimento mais regular, oferecendo uma maior resistência à difusão da uréia / Abstract: The main objective of this work was the development of an experimental apparatus for coating of urea with sulphur. The experimental results allowed to quantify the relation between the quality of the product obtained and the process variables: spout air temperature, sulphur mass flowrate and mass flowrate of atomization air. The quality of the coated urea was evaluated by the dissolution rate of urea through the sulphur, D25%, and by electronic microscopy. The growth of the partic1e and process efficiency were also evaluated. The particles of urea utilized have a quasi-spherical shape. The two dimensional spouted bed was proper1y designed to provi de an adequate solids circulation, with a slanted base angle of 60°. It was built in plexyglass so the flow inside the bed could be observed. The following process conditions were specified for the experiments: inlet air temperature maintained at 69.0°C and 82.5°C, liquid sulphur mass flowrates of 26.8g1min and 33.9g1min and atomization air mass flowrates of 1.0m3 Ih and 1. 4m3 Ih. A double-fluid atomizer was installed in the bottom of the bed and the liquid sulphur was sprayed co-current1y with the air inlet. A factorial planning was the guide for the number of experiments needed. The results showed that the liquid sulphur mass flowrate significatively influences the growth ofthe urea partic1es and the variables that influences the coating quality, in terms of the dissolution rate are the inlet air temperature and the flowrate of atomizing air. The values obtained for the coating efficiency were satisfactory, in the range of 80.34% - 88.93%. The microscopic analysis showed that the inert particles of urea presented holes in their surface and these holes were not totally filled after the coating process. This defect on the surface provided the high urea dissolution rates obtained. It was observed that for the higher leveI of inlet air temperature used, the surface of the coated partic1e showed less defects, and the holes were partially or totally covered leading to a lower urea dissolution rate or better product quality. The sulphur crystals formed during the coating process were smaller, not regular for the lower air inlet temperature, while for the higher temperature of the inlet air the crystals are larger and better grouped together leading to a regular coated surface / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores : Sandra Cristina dos Santos Rocha, Odelsia Leonor Sanches de Alsina / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-29T06:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_MariadeFatimaDantasde_D.pdf: 8950303 bytes, checksum: 8db30530c46732f43e1011fa6286686f (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência da composição química correlacionada com propriedades físicas das suspensões, na secagem de polpas de frutas tropicais em leito de jorro. Como polpa padrão foi utilizada a polpa natural de manga espada cuja composição foi modificada pela adição de açúcar, gordura, fibras, amido e pectina. Utilizou-se um secador de leito de jorro de configuração cônica-cilindrica, construído em aço inoxidável com base cônica de 60°, diâmetro da coluna cilíndrica de 0,l8m, altura de 0,9 m e diâmetro de entrada do ar de 2,5 x 10-2m. Trabalhou-se com uma carga de inertes de 2,5 kg, formada por partículas de polietileno de alta densidade com 3,9 x10-3m de diâmetro. A temperatura do ar na entrada do secador foi fixada em 70°C. As polpas foram alimentadas através de seringas veterinárias, em bateladas de 50g. Foram fixados limites máximos e mínimos de concentração dos constituintes cujos efeitos seriam estudados no presente trabalho e elaborado um planejamento experimental do tipo fatorial Ú'acionário 2 5-1, com três repetições no ponto central. Com base no planejamento experimental e de acordo com os balanços materiais efetuados, as polpas modificadas foram preparadas, e caracterizadas, determinando-se a densidade e tensão superficial, e obtendo-se o reograma das mesmas. Os resultados mostraram que as polpas comportam-se como fluidos não newtonianos com características pseudo-plásticas. Inicialmente foram obtidas as curvas de secagem e realizada uma série de ensaios fluidodinâmicos com alimentação de polpas. Foi constatado que a evaporação ocorre praticamente nos instantes iniciais da secagem, sendo identificada uma importante interferência das polpas modificadas nos parâmetros fluido dinâmicos do leito. Foi proposto um modelo simplificado para o cálculo do grau de saturação de polpa no leito no início da secagem. A composição das polpas não interferiu nas taxas de evaporação nem no grau de saturação, observando se entretanto a influência da mesma no grau de saturação máximo, atingido em alguns ensaios onde foram verificados problemas de instabilidade. Foi realizada uma segunda série de experimentos de secagem, para se avaliar a eficiência de produção de pó, a retenção de material no leito, as perdas de sólidos e o ângulo de repouso do leito após a secagem. De acordo com os resultados obtidos, a eficiência de produção de pó foi muito baixa, verificando-se elevada retenção de sólidos e grande quantidade de material disperso ou aderido às paredes do equipamento.Com respeito ao ângulo de repouso, tanto o filme líquido como seco provocam o aumento do ângulo de repouso, diminuindo a escoabilidade do leito. A análise estatística dos resultados de acordo com o planejamento fatorial fracionário mostrou que a concentração de fibras não interferia em qualquer das variáveis respostas analisadas no presente trabalho: vazão de jorro mínimo, queda de pressão de jorro estável, ângulos de repouso do leito úmido e seco, eficiência, retenção e perdas de sólidos. Não foi identificado efeito significativo das variáveis de composição sobre a vazão de jorro mínimo. Eliminada a concentração de fibras da análise estatística, o planejamento fatorial foi rearranjado para um fatorial completo. Os efeitos principais das variáveis de composição que se mostraram significativos, de acordo com o planejamento fatorial fracionário foram os mesmos identificados no fatorial completo, que identificou ainda os efeitos das interações entre as variáveis de composição sobre as variáveis respostas. De uma forma geral, foi constatada a importante interferência negativa dos açúcares redutores tanto na fluido dinâmica do leito como no desempenho do processo no que se refere a produção de pó. A gordura, o amido e a pectina interferiram favoravelmente na fluido dinâmica do leito e na produção de pó , mas contribuíram para aumentar as perdas de material acumulado sobre as paredes do equipamento. Foi possível se obter modelos estatisticamente significativos e preditivos ajustados aos dados de queda de pressão de jorro estável e eficiência de produção de pó. Os modelos foram validados com os resultados obtidos na secagem de polpas de frutas naturais, reproduzindo satisfatoriamente os valores da queda de pressão de jorro estável e eficiência de produção de pó. Através de métodos simplificados de otimização, determinou-se a composição que forneceria a máxima eficiência de produção de pó, extrapolando-se os limites de aplicabilidade do modelo para a faixa de concentração mínima e máxima de açúcares redutores, gordura amido e pectina , referente às polpas de frutas tropicais. O ensaio de secagem com a polpa otimizada apresentou eficiência de produção de pó na faixa de 70% / Abstract: The objective of this work was the study of the influence of the chemical composition, correlated with the physical properties of the suspensions, on the drying of pulps of tropical fruits in spouted bed. The natural mango pulp was established as standard pulp and its chemical composition was modified by the addition of sugar, lipids, fibers, starch and pectin. A cone-cylindrical spouted bed dryer was used to develop the experiments. The dryer was constructed in stainless steel, having a conical base of 60°, a diameter of 0.18 m, 0.9 m of height and 2.5x10.2 m of inlet diameter. High density polyethylene, 3.9x10.3 m of diameter, was chosen as inert partic1es. The load of inert was 2.5 kg and the air inlet temperature was fixed at 70°C in all the experiments. The pulps were fed in batches of 50 g using veterinary syringes. Maximum and minimum limits were fixed for the concentrations of the components, which effects were studied in this work through a fractional factorial design of experiments of the type 25-1, with three repetitions at the central point. The modified pulps were prepared based on the experimental design and on material balances. The pulps were physically characterized by the determination of their density, surface tension and rheology. The results indicated that the pulps behave as non Newtonian fluids and present pseudo­-plastic characteristics. Initially, a series of experiments of drying and of fluid-dynamic, with the pulps feeding, was carried out. The drying curves were obtained and it was verified that the evaporation occurred in the first minutes after the pulp feeding to the bed. An important influence of the pulps on the fluid-dynamic parameters was identified. A simplified model was proposed to evaluate the bed saturation degree at the beginning of the drying process. The composition of the pulps did not influence the evaporation rates nor the bed saturation degree. However, the influence ofthe composition ofthe pulps on the maximum saturation degree was observed, which was attained in some experiments where problems of instability were verified. A second series of drying experiments were performed to evaluate the efficiency of powder production, the material retention in the bed, the lost of solids and the repose angle after the drying process. The results showed low values of efficiency of powder production with high retention of solids and a large amount of material dispersed or adhered to the equipment walls for the majority of the experiments. The results also showed that both the wet and dry :film covering the inert particles provoked an increase of the repose angle, thus decreasing the bed flow ability. The statistic ana1ysis of the results for the fractional factorial design showed that the fibers concentration did not influence any of the response variables analyzed: minimum spouting flow rate, stable spout pressure drop, repose angles for the wet and dry bed, efficiency of powder production solids retention and lost. The ana1ysis did not find any significant effect of the concentrations of the components on the minimum spouting flow rate. The fibers concentration was eliminated from the statistical ana1ysis and the factorial design was re-arranged to a complete factorial design ofthe type 24. A negative significant effect was obtained for the concentration of reducer sugars, both on the fluid-dynamic and on the drying performance, referring to the efficiency of powder production. The lipids, starch and pectin influenced positively the bed fluid-dynamic and the powder production but contributed to increase the lost of material accumulated on the walls of the equipment. The statistical models obtained were significant and can be used to predict stable spout pressure drop and efficiency of powder production as a function ofthe concentrations of reducer sugar, lipids, starch and pectin in the pulps. The results on drying of natural fruit pulps were used to validate the models, which reproduced well the values of stable spout pressure drop and efficiency of powder production. A simple optimization method was applied to determine the composition of the pulp that would lead to the maximum efficiency of powder production expanding the range of the concentrations of the components to the limits found for the natural tropical fruits. An experiment of drying of the optimized pulp was carried out and the efficiency of powder production obtained was about 70% / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:03:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CuadrosBohorquez_JoseFernando_M.pdf: 955377 bytes, checksum: 373ed9ca95fec71c8fc315f656b0a361 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A extração de petróleo no Brasil produz, em grande parte, petróleos pesados. Este tipo de óleo é de difícil processamento e gera grande quantidade de resíduos provenientes das torres de destilação atmosférica e de vácuo. É necessário fracionar esse tipo de petróleo pesado, com a finalidade de incrementar a produção de frações leves, principalmente o Diesel. A caracterização do petróleo é feita mediante as curvas PEV (Ponto de Ebulição Verdadeiro), através das normas padronizadas ASTM (American Society fot Testing and Materials); porém, a curva de destilação só pode ser obtida mediante as normas ASTM até 565ºC. Uma extensão acima dessa temperatura limite, 565ºC, foi desenvolvida pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) e do Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA), da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas (FEQ/ UNICAMP), como apresentado em diversos trabalhos prévios (SBAITE, 2005). A metodologia desta extensão envolve o processo de Destilação Molecular, tornando possível a caracterização de frações pesadas de petróleo acima de 565ºC. A caracterização feita com a extensão da curva PEV (nova curva PEV ou DESTMOL) foi usada nesta dissertação que fez uso do simulador de processos Hysys.Plant®, mediante a geração de pseudocomponentes, para fazer a caracterização da alimentação do sistema no processo de refino. Nesta dissertação, foi desenvolvida uma metodologia de simulação para avaliar as curvas PEV estendidas no esquema de separação após o reator de FCC (Fluid Catalytic Cracking). Nesta unidade, são obtidos diferentes produtos: GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), gasolina e diesel. O esquema de separação e um processo complexo, incluindo diferentes correntes de reciclo. Os resultados das simulações de dois tipos de resíduos de petróleo foram comparados com dados industriais, obtendo-se bons resultados. Deste trabalho, foi possível concluir que a avaliação das curvas PEV no sistema de separação após o FCC, depende das condições de projeto e de operação desta unidade, uma vez que para valores da curva PEV na alimentação acima de 550ºC, não ocorre a vaporização de alimentações com óleos mais leves, afetando significativamente a operação da unidade. Depois de fazer comparações entre os dados industriais e os dados da simulação, pode-se concluir que a avaliação deste tipo de análise (Curva PEV estendida) deveria ser feita em outro tipo de unidade, por exemplo o riser de FCC, pois este tem a capacidade de processar frações pesadas de petróleo, que é o que esta sendo representado mediante a curva PEV estendida, em frações mais leves como: gases combustíveis, GLP e nafta de craqueamento, obtidas após sua separação na unidade de fracionamento e recuperação de produtos. / Abstract: The oil extraction in Brazil is predominantly of heavy oil. This type of oil is difficult to process and it produces great quantity of residues from atmospheric and vacuum columns. It is necessary to upgrade such kind of residues in order to increase productivity of light fractions, mainly diesel. Oil characterization is made with the aid of the True Boiling Point (TBP) curve through ASTM standard test methods; however, it is possible to have this curve only until 565 ºC. An extension beyond this temperature limit was developed by this research group and it is presented in previous works in the literature, (SBAITE, 2005). For such purpose, molecular distillation process was used, which uses high vacuum as separating agent. In this sense, extension of the True Boiling Point (TBP) curve was obtained using the molecular distillation process, making possible the characterization of the heavy oil fractions of TBP higher than 565ºC. The characterization made with the extension of the TBP was used in this work in the process simulator Hysys.Plant® by the generation of pseudocomponents for characterizing the systems feeding distillation columns in the refining process. In this work, it was developed a simulation methodology in order to evaluate all the separation sequencing after the FCC (Fluid Catalytic Cracking) reactor, in order to produce different products, like (LPG), gasoline and diesel. A complex configuration characterizes this step of the refining process, including several recycle streams. The simulation results of two types of petroleum residues, Alpha 565C+ and Gamma 545C+ were compared with industrial data, yielding, very good match. From this work, it was possible to conclude that the evaluation of the TBP curves in the FCC separation steps depends on the design conditions of this unit, considering that feed at fractionation temperature above 550 ºC remains in liquid state affecting significantly the fractionator tower operation. These results are new in the open literature. After the comparisons between industrial and simulation results, can be concluded that the evaluation of this type heavy oil analysis should be performed in another unit capable to convert these products, called heavy gasoil in noble products, which can be used in the downstream FCC. This conversion process can be performed in the FCC riser. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:46:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dacanal_GustavoCesar_D.pdf: 5335260 bytes, checksum: a233ac2a96d8752da46e8dfb7a4554c0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: processo de aglomeração de alimentos é muito utilizado quando se deseja aumentar as propriedades de instantaneização de pós obtidos pela secagem em spray dryer. Os produtos obtidos pela secagem em spray são normalmente caracterizados como sendo finos, coesivos e por apresentar difícil fluidização. Deste modo, torna-se conveniente utilizar leitos fluidizados, vibrados ou pulsados, que resultem em um aumento da movimentação das partículas e homogeneidade do leito durante a fluidização, permitindo aglomerar produtos em pó oriundos da secagem em spray dryer. O objetivo deste trabalho foi estudar as mudanças nas propriedades físicas de polpa de acerola e de proteína isolada de soja em pó após o processo de aglomeração em leito fluidizado cônico, e verificar os efeitos do uso de diferentes frequências de pulsação do ar fluidizante durante o processo de aglomeração. A pulsação do ar foi realizada por meio da rotação de uma válvula esfera, instalada abaixo da placa distribuidora de ar. As condições ótimas de processo e os perfis de aumento de tamanho de partículas foram obtidos por meio de planejamentos experimentais e de ensaios de cinéticas de aglomeração. As variáveis de processo estudadas foram o tempo de processo, velocidade e temperatura do ar fluidizante, vazão de líquido ligante, pressão de atomização, altura do bico aspersor e massa de amostra. O produto aglomerado foi caracterizado pelos testes de diâmetro médio e distribuição de tamanho de partículas, tempo de instantaneização, solubilidade, morfologia e conteúdo de umidade. Durante a aglomeração, as partículas da matéria prima coalescem, formando grânulos grossos. A morfologia das partículas também é alterada com o aumento de tamanho. A forma das partículas finas são circulares e compactas, enquanto os aglomerados tendem a ser mais alongados e apresentam superfície irregular. Os produtos aglomerados apresentaram melhores propriedades de instantaneização, ou maior dispersabilidade em água, em relação à matéria-prima, proveniente da secagem em spray dryer / Abstract: Fluid bed agglomeration is commonly used to improve the instant properties of spray-dried food powders. However, the fluidization of spray-dried particles is characterized by cracks and channels. Vibration or pulsation systems are frequently attached in the fluid bed equipments in order to improve the bed homogeneity and to allow the particles fluidization using lower fluidizing air flow. The aim of this work was to study the physical property modifications of soy protein isolate powder and acerola powder produced by a wetagglomeration process in a conical fluid bed, using fluidizing air pulsation for some runs. The equipment used was a batch-fluidized bed equipped with a rotating spherical valve installed below the air distribution plate that promotes the fluidizing air pulsation. Experimental designs and agglomeration kinetics were achieved in order to evaluate the optimal operational conditions and to study the particles growing behavior. The process variables studied were process time, fluidizing air temperature and velocity, atomized binder flow, atomization pressure, nozzle height and mass of sample. The product transformations were determined by an analysis of the particle diameter, size distribution, morphology and moisture content. During agglomeration, the raw particles coalesce, resulting in the formation of granules with increasing size, but morphological changes were also verified. The shape of the raw powder particles were circular and compact, while the agglomerated particles were elongated, wrinkled and showed tight solid bridges. The fluidization of spray-dried particles was enhanced with the pulsation system, resulting in higher fluid bed homogeneity and agglomerated products with narrows particle size distribution. The consolidation of small granules results in an improvement in the instant properties, increasing product wetting and dispersability in water / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Nadia Rosa Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:37:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoi_FernandaCondide_M.pdf: 8309659 bytes, checksum: f684e63fdb8ecb9b104155ad92580055 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Polihidroxibutirato (PHB) é um poliéster completamente biodegradável e biocompatível. O interesse no desenvolvimento, produção e comercialização do PHB vem crescendo por ser um produto biodegradável e de produção integrada à cadeia de açúcar e álcool. A secagem é uma importante etapa do processo de produção do PHB, pois para o adequado pósprocessamento desse material deve-se garantir um teor de umidade limite de 0,5%. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo estudar uma tecnologia de secagem, em um produto inovador e de importância na preservação ambiental. Foi realizado um estudo da fluidodinâmica e dos mecanismos de secagem do PHB em um leito fluidizado pulsado rotativo (LFPR). A escolha do equipamento baseou-se no fato de que o PHB úmido é coesivo e não apresenta fluidização convencional de qualidade. O secador de LFPR utiliza a pulsação do ar para desfazer os aglomerados de PHB melhorando a circulação das partículas dentro do leito. O presente estudo também incluiu a caracterização física do material antes e após a secagem. Para os ensaios de caracterização em que os equipamentos não trabalham em presença de umidade, a liofilização do PHB foi a alternativa encontrada para se caracterizar o material antes da secagem. O PHB apresentou um excelente comportamento fluidodinâmico em LFPR. A frequência de pulsação de 10 Hz foi a que apresentou comportamento mais favorável, com queda de pressão moderada e patamares de estabilidade. Por meio dos ensaios fluidodinâmicos foi possível determinar a velocidade de mínima fluidização vigorosa pulsada (VMV), parâmetro que ajudou a estabelecer a velocidade empregada para os experimentos de secagem. Durante a secagem do PHB foi avaliada a influência que a temperatura, velocidade e frequência de pulsação do ar exercem na cinética de secagem. Verificou-se excelente contato entre as partículas de PHB e o ar aquecido, com elutriação somente nos primeiros 10 minutos de secagem. As curvas de secagem do PHB indicaram períodos de taxa de secagem constante e decrescente. A temperatura e a velocidade do ar influenciaram positivamente o processo. Além disso, foi detectada a existência de um outro solvente além da água nas amostras de PHB, por meio da comparação entre as curvas de secagem obtidas com medidas de umidade feitas em estufa e em Karl Fischer. A análise termogravimétrica (TGA) também ajudou a detectar a presença de outro solvente além da água nas amostras de PHB. Os ensaios de caracterização física mostraram que as condições operacionais de secagem testadas não provocaram a degradação das partículas de PHB. Sob as condições consideradas ótimas de secagem, temperatura de 90 ºC, frequência de 7 Hz e velocidade do ar 0,40 m/s, foi atingida umidade igual a 0,56%, demonstrando a viabilidade do secador LFPR. / Abstract: Poly-hydroxybutyrate (PHB) is polyester, completely biodegradable and biocompatible. The interest on its development, production and commercialization has arisen due to its biodegradability and production integrated to the sugar and alcohol chain. Drying is an important step of the PHB production because an adequate post-processing is achieved only at moisture contents less than 0.5%. The goal of this work was to study a drying technology for this innovative product of relevant importance for the environmental preservation. The fluid-dynamic and drying mechanisms analyses were made in a rotating-pulsed fluidized bed (RPFB). The equipment was chosen based on the fact that the wet PHB is cohesive and doesn't work properly in a conventional fluid bed. The RPFB dryer uses the air pulsation to undo the PHB agglomerate improving the circulation of the particles inside the bed. This study also included the physical characterization of the material before and after the drying. For the characterization tests that wouldn't work with moisture presence, the liophilization was the best alternative to characterize the material before the drying process. The PHBshowed an excellent dynamic behavior in RPFB. The pulsation frequency of 10 Hz presented the most favorable fluid dynamic conditions, resulting in moderate pressure drop and regime stability. Based on the fluid-dynamic study it was possible to determine the minimum vigorous fluidizing air flow (MVF), an important parameter to set the air velocity range for the drying experiments. An excellent contact between the PHB particles and the hot air was obtained during the drying runs, with particles elutriation only during the first 10 minutes. The influence of the temperature, velocity and frequency of air pulsation was evaluated on the drying kinetics. The PHB drying kinetics presented constant and decreasing-rate drying periods. The drying process was positively influenced by the air temperature and velocity. Furthermore, the presence of another solvent additionally to the water was detected in the PHB samples through the comparison between the drying curves obtained with moisture measurements made in an oven and in Karl Fischer equipment. The thermo gravimetric analysis also helped to detect the presence of another solvent in the PHB samples. The physical characterization tests showed that the drying operating conditions didn't cause degradation on PHB particles. The RPFB dryer showed to be a viable technique to dry PHB, as moisture content of 0.56% was reached at optimal operating conditions of air temperature of 90oC, air velocity of 0,40 m/s and frequency of pulsation of 7 Hz. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioNascimentoda_M.pdf: 13157532 bytes, checksum: a38511af5177cdc18e57a550ec41bfe5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo do presente trabalho consiste em avaliar a degradação térmica de poliamida-12 obtida como resíduo de processos de prototipagem rápida por via pirolítica para obtenção de produtos líquidos e gasosos que possam ser usados como insumos e para a geração de energia em indústrias. Foram utilizadas diferentes configurações no leito fluidizado, alterando parâmetros de temperatura, velocidade de fluidização e altura do leito de inerte. A poliamida-12 é utilizada em máquinas de prototipagem rápida para confecção de moldes e peças. Após cerca de 250 horas de utilização, o material perde suas características originais sendo, então, descartado. O descarte da poliamida é feito armazenando o material em tambores até que seja elaborada uma solução alternativa. O estudo da pirólise de poliamida-12 apontou que o material é convertido em gás e produto líquido, não sendo gerado resíduo sólido após o processo. O gás gerado possui concentrações consideráveis de H2 e N2. Foi demonstrado que baixas velocidades de fluidização e elevadas temperaturas favorecem a formação de gás, contudo, a altura do leito fixo não influenciou de maneira significativa os resultados. O estudo comprova a aplicabilidade da reciclagem de PA-12 por processos de pirólise, gerando basicamente gás de síntese. Palavras Chave: Poliamida-12, pirólise, reciclagem, pirólise de polímeros / Abstract: The aim of this work is to evaluate the thermal degradation by pyrolysis of polyamide-12 obtained as residue from rapid prototyping processes for generation of liquids and gaseous products that should be used as supplies and to energy generation on industries. Were utilized different bed's configurations, changing parameters as temperature, fluidization air speed and inert bed's height. The polyamide-12 is utilized in rapid prototyping machines for the confection of moulds and pieces. After about 250 hours of utilization, the material loses it original characteristics and it is discarded. The discard of used polyamide has been done by saving the material in gallons until another way be elaborated. The study of pyrolysis of polyamide-12 shown the material conversion into gas and liquid product, without production of solid waste after the process. The gas has considerable concentrations of H2 and N2. It was demonstrated that low fluidized gas speed and high temperatures increases the gas formation, however, the fixed bed height did not have several influence in the results. This study confirms the applicability of PA-12 recycling by pyrolysis processes, generating synthesis gas. Key Words: Polyamide-12, pyrolysis, recycling, polymers pyrolysis / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Arai Augusta Bernardez Pecora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TolozaQuintero_JairoAlonso_M.pdf: 4116622 bytes, checksum: 1cf8e68431886cf25971810a0e1ae99b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A tecnologia de leito fluidizado circulante vem sendo desenvolvida até hoje para uma variedade de processos industriais oferecendo características fortemente desejáveis como: uniformidade da temperatura, ótimo contato gás-sólido, elevadas taxas de transferência de calor e massa entre gás e partículas, capacidade de processamento maior e mais eficiente em comparação com outras tecnologias envolvendo a combustão de sólidos particulados como carvão, resíduos e biomassas. Uma série de experimentos foi realizada em um leito fluidizado circulante (LFC) instalado no Laboratório de Processos Térmicos e Engenharia Ambiental (PROTEA) da UNICAMP com o objetivo de avaliar a influência de parâmetros operacionais sobre o tempo de resposta das medidas de pressão estática ao longo do circuito principal do LFC. Para a medida da pressão estática no leito, foi desenvolvido um sistema automático de chaveamento que envolve placa eletrônica de controle de válvulas solenóides, transdutor de pressão, placa de aquisição de dados e um computador. A temperatura média da coluna principal durante os experimentos estava ao redor de 110 °C e partículas de areia quartzosa com diâmetro médio de 312 µm foram utilizadas como material sólido. O circuito principal do LFC é composto por coluna principal (4 m de comprimento e 0,102 m de diâmetro interno), ciclone, válvula de amostragem, coluna de retorno, e válvula de recirculação de sólidos tipo L. Os regimes de fluidização e a concentração dos sólidos ao longo da coluna principal foram avaliados através das medidas de pressão média fornecidas pelo sistema automático de chaveamento em 14 tomadas de pressão estática instaladas na parede do circuito principal do LFC. Foram estudadas as influências de duas variáveis de operação: Velocidade superficial do gás (0,7 a 6 m/s) e inventário de sólidos (6 a 10 Kg). O estudo da influência dessas variáveis nos diferentes perfis axiais de pressão e porosidade permitiu a avaliação da transição dos regimes de fluidização para o sistema estudado. O trabalho também apresenta a análise das flutuações de pressão obtidas em três diferentes posições do sistema de LFC, o que permitiu a obtenção de velocidades de transição entre regimes de fluidização. / Abstract: Circulating fluidized bed technology has been developed so far in a variety of industrial processes offering highly desirable characteristics such as: temperature uniformity, optimum gas-solid contact, good heat and mass transfer, higher and more efficient processing capacity compared to other technologies concerning process like coal combustion. A series of experiments were conducted in a Circulating Fluidized Bed (CFB) installed at the Laboratory of Thermal Processes and Environmental Engineering (PROTEA) at UNICAMP. A switching automatic system was developed for static pressure measurements in the CFB loop using remote control. The automatic system is composed of an electronic control card for solenoid valves, pressure transducer, data acquisition board and a computer. The average temperature of the main column during the experiments was around 110 °C and Geldart B particles were used as solid material. The CFB loop is composed by a main column (4 m length and 0.102 m internal diameter), cyclone, sampling valve, standpipe and a solids circulation device called L-valve. Pressure profiles along the riser were settled by the static pressure measurement given by the switching automatic system involving 14 static pressure taps installed in the wall of the loop CFB. The influence of superficial gas velocity (0.7 to 6 m/s) and solids inventory (6 to 10 kg) on the CFB dynamics was verified using the automatic system. This work presents pressure and voidage profiles in the CFB system as a function of superficial gas velocity and solids inventory. Results allow the identification of the transition between transport regime and fast fluidization regime through the identification of the S-shape voidage profile. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica