Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-10-10T13:41:07Z No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Studies carried out in fixed bed, a major experimental research equipment, use a simplified approach for assessing, for example, drying kinetics of various materials, known as thin-layer approach. For a given system can be encompassed in such an approach, the gas residence time in the system should be short enough so that it may be considered that the heat and mass balance between phases is quickly reached and moisture variation and temperature gas phase in the thin layer is negligible. However, some studies already show that structural parameters, the porosity, influence the speed profile of the behavior inside the bed, with a peak speed in the area close to the wall. Even with the advances in this field, obtaining measurements within the fixed bed are difficult to cause disturbances in its structure and changes in flow behavior, requiring the evaluation of the influence of the heat and mass transfer. Therefore, the analysis by techniques of Computational Fluid Dynamics (CFD) are shown as excellent usability for longer be applied in other similar complex systems that occur concurrent transfer mechanisms. In this context, the present study evaluated the drying process in a fixed bed of small thickness using the CFD technique (software ANSYS - FLUENT). For this study were tested with varying computational mesh refinement, analyzed results porosity distribution, air velocity, temperature and estimating the local mass transfer coefficient for the interior of a fixed bed dryer. The results show that should be used with caution thin layer approach because the energy available to the entire bed is not distributed uniformly, and the lower material layer receive more energy and get the greatest amount of heat in the gaseous phase in early stages of the dryer operation. The convective mass transfer coefficient indicates that the potential drying of such equipment varies as a function of position and time, mainly influenced by variations in system speed. / Estudos realizados em leitos fixos, um dos principais equipamentos de investigação experimental, utilizam uma abordagem simplificadora que permitem avaliar, por exemplo, a cinética de secagem dos mais diversos materiais, conhecida com abordagem em camada fina. Para que um determinado sistema possa ser englobado em tal abordagem, o tempo de residência do gás no sistema deve ser curto o bastante para que se possa considerar que o equilíbrio térmico e mássico entre as fases seja atingido rapidamente e a variação de umidade e temperatura da fase gasosa na camada delgada seja desprezível. Entretanto, alguns estudos já comprovam que parâmetros estruturais, com a porosidade, influenciam no comportamento do perfil de velocidade no interior do leito, apresentando um pico de velocidade na região próxima à parede. Mesmo com os avanços neste campo, a obtenção de medidas experimentais no interior do leito fixo é difícil, por causar perturbações em sua estrutura e modificações no comportamento do escoamento, necessitando de avaliação da influência sobre a transferência de calor e massa. Portanto, a análise por meio de técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) mostram-se como excelente possibilidade de utilização, por já serem aplicadas em outros sistemas de complexidade semelhante em que ocorrem mecanismos de transferência simultâneos. Neste contexto, no presente trabalho foi avaliado o processo de secagem em leito fixo de pequena espessura utilizando a técnica de CFD (software ANSYS – FLUENT). Para este estudo foram testadas malhas computacionais com refinamento variado, analisados resultados de distribuição de porosidade, velocidade do ar, temperatura e estimativa do coeficiente de transferência de massa local para o interior de um secador de leito fixo. Os resultados mostram que deve-se utilizar com cautela a abordagem em camada fina, pois a energia disponível para todo o leito não se distribui uniformemente, sendo que as camadas inferiores do material recebem maior energia e adquirem a maior quantidade de calor da fase gasosa nos instantes iniciais da operação do secador. O coeficiente convectivo de transferência de massa indica que o potencial de secagem em tal equipamento varia em função da posição e do tempo, principalmente, influenciado pelas variações de velocidade do sistema.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-17T17:10:52Z No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) / Approved for entry into archive by Monica Paiva (monicalpaiva@hotmail.com) on 2017-02-17T17:24:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T17:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NathaliaKellyDeAraujo_TESE.pdf: 3179382 bytes, checksum: 1d9cd507dd602cf235e6a9d53983b99a (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Uma cepa produtora de quitosanase foi isolada e identificada como Bacillus cereus C-01. A partir disso a purifica??o da enzima e sua caracteriza??o bioqu?mica foram estudadas. Para purifica??o foi utilizado a resina da linha streamline Dietilaminoetil (DEAE) e coluna de vidro (2,6 cm x 30,0 cm) em sistema de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). As condi??es para a purifica??o da quitosanase foram otimizadas estatisticamente atrav?s de um Planejamento Composto Central. As vari?veis que influenciaram significativamente os par?metros fator de purifica??o (P) e rendimento da enzima (Y) foram determinadas. As an?lises estat?sticas mostraram que as melhores condi??es para o m?ximo P foram 150 cm.h-1 (velocidade de aplica??o da amostra/carga), 6,0 cm de altura do leito fixo e 7,36 cm de altura do distribuidor. Em condi??es otimizadas, a enzima mostrou ligar-se a resina na mesma medida usando caldo clarificado e n?o clarificado (0,32 e 0,3 U/g adsorvente, respectivamente). A fra??o recuperada ap?s a elui??o exibiu 31% de rendimento com um aumento de 1,35 vezes na atividade espec?fica em rela??o ao inicial. Se analisada apenas fra??o elu?da com NaCl 0,3 M ? poss?vel encontrar um fator de purifica??o de 1,75. A enzima purificada apresentou estabilidade entre as temperaturas de 30-55?C durante 60 minutos, pH de 5-8 por 24 horas, e apresentou m?xima atividade em pH 5,5 e temperatura de 55?C. Os ?ons de Cu2+, Fe2+ e Zn2+ foram inibit?rios para a quitosanase. Em contraste, a enzima foi significativamente ativada por Mn2+. Os resultados demonstraram que ? poss?vel purificar m?ltiplas prote?nas, a partir de um extrato bruto sem qualquer pr?-tratamento, com um processo de purifica??o econ?mico e de um ?nico passo. / Uma cepa produtora de quitosanase foi isolada e identificada como Bacillus cereus C-01. A partir disso a purifica??o da enzima e sua caracteriza??o bioqu?mica foram estudadas. Para purifica??o foi utilizado a resina da linha streamline Dietilaminoetil (DEAE) e coluna de vidro (2,6 cm x 30,0 cm) em sistema de Adsor??o em Leito Expandido (ALE). As condi??es para a purifica??o da quitosanase foram otimizadas estatisticamente atrav?s de um Planejamento Composto Central. As vari?veis que influenciaram significativamente os par?metros fator de purifica??o (P) e rendimento da enzima (Y) foram determinadas. As an?lises estat?sticas mostraram que as melhores condi??es para o m?ximo P foram 150 cm.h-1 (velocidade de aplica??o da amostra/carga), 6,0 cm de altura do leito fixo e 7,36 cm de altura do distribuidor. Em condi??es otimizadas, a enzima mostrou ligar-se a resina na mesma medida usando caldo clarificado e n?o clarificado (0,32 e 0,3 U/g adsorvente, respectivamente). A fra??o recuperada ap?s a elui??o exibiu 31% de rendimento com um aumento de 1,35 vezes na atividade espec?fica em rela??o ao inicial. Se analisada apenas fra??o elu?da com NaCl 0,3 M ? poss?vel encontrar um fator de purifica??o de 1,75. A enzima purificada apresentou estabilidade entre as temperaturas de 30-55?C durante 60 minutos, pH de 5-8 por 24 horas, e apresentou m?xima atividade em pH 5,5 e temperatura de 55?C. Os ?ons de Cu2+, Fe2+ e Zn2+ foram inibit?rios para a quitosanase. Em contraste, a enzima foi significativamente ativada por Mn2+. Os resultados demonstraram que ? poss?vel purificar m?ltiplas prote?nas, a partir de um extrato bruto sem qualquer pr?-tratamento, com um processo de purifica??o econ?mico e de um ?nico passo.

Testes foram realizados em um reator de leito fluidizado em escala piloto, o qual foi utilizado para o estudo do comportamento da dessulfuração dos gases de combustão, por meio da adição de calcário no leito, utilizando um carvão de baixo teor de enxofre, na temperatura de 850ºC. O carvão é proveniente da jazida de Candiota-RS e os calcários são de Pantano Grande-RS (dolomito) e de Candiota-RS (calcário magnesiano), sendo eles representativos da matéria-prima da região sul do Brasil. Foram analisadas as influências da razão molar Ca/S, da composição química (dolomito: 28,63% CaO, 20,13% MgO; magnesiano 50,13% CaO, 2,03% MgO) e da granulometria (diâmetro de partícula médio de 0,467mm e outro de 0,3164mm) dos calcários. Estes testes foram comparados com outros só com carvão (onde não se adicionava o calcário), calculando-se, assim, o grau de dessulfuração decorrente da adição de calcário. Foram observadas as seguintes reduções nas emissões de SO2: para o calcário magnesiano, com uma razão molar Ca/S de 3,93, obteve-se uma redução máxima de 71,51%, enquanto que para o dolomito, 66,88% com razão de 2,57. Na análise da granulometria, para o mesmo calcário, no caso o dolomito, tem-se: granulometria mais fina, 60% e mais grosseira, 30% para razão de 2,4. Na composição química, em mesma faixa granulométrica, tem-se: calcário magnesiano 70% e dolomito 50%, para razão molar Ca/S de 3,7. / Tests were carried out in a fluidized bed reactor, pilot-scale. The desulfurization behavior of the combustion gases was studied, making use of coal with low content of sulfur, through the addition of limestone in the bed, at 850ºC. The coal is from Candiota-RS mine and the limestones are from Pantano Grande-RS (dolomite) and Candiota-RS (magnesian limestone). They are representative of the raw material from the south of Brazil. The molar ratio Ca/S was studied, remarking the influence of limestone chemical composition (dolomite: 28.63% CaO, 20.13% MgO; magnesian limestone: 50.13% CaO, 2.03% MgO) and limestone particle size range (mean particle diameter 0.467mm and 0.3164mm). These tests were compared with others using only coal so that the desulfurization efficiency was calculated. For the magnesian limestone, using the molar ratio Ca/S 3.93, the maximum sulfur retention 71.51% was obtained and, using the dolomite, for Ca/S = 2.57, was obtained 66.88%. In the particle size analysis, the fine limestone reached 60% and the coarse, 30% for the same molar ratio Ca/S 2.4. In the chemical composition analysis, similar particle size range, the magnesian limestone got 70% and dolomite 50%, for the same 3.7.

Testes foram realizados em um reator de leito fluidizado em escala piloto, o qual foi utilizado para o estudo do comportamento da dessulfuração dos gases de combustão, por meio da adição de calcário no leito, utilizando um carvão de baixo teor de enxofre, na temperatura de 850ºC. O carvão é proveniente da jazida de Candiota-RS e os calcários são de Pantano Grande-RS (dolomito) e de Candiota-RS (calcário magnesiano), sendo eles representativos da matéria-prima da região sul do Brasil. Foram analisadas as influências da razão molar Ca/S, da composição química (dolomito: 28,63% CaO, 20,13% MgO; magnesiano 50,13% CaO, 2,03% MgO) e da granulometria (diâmetro de partícula médio de 0,467mm e outro de 0,3164mm) dos calcários. Estes testes foram comparados com outros só com carvão (onde não se adicionava o calcário), calculando-se, assim, o grau de dessulfuração decorrente da adição de calcário. Foram observadas as seguintes reduções nas emissões de SO2: para o calcário magnesiano, com uma razão molar Ca/S de 3,93, obteve-se uma redução máxima de 71,51%, enquanto que para o dolomito, 66,88% com razão de 2,57. Na análise da granulometria, para o mesmo calcário, no caso o dolomito, tem-se: granulometria mais fina, 60% e mais grosseira, 30% para razão de 2,4. Na composição química, em mesma faixa granulométrica, tem-se: calcário magnesiano 70% e dolomito 50%, para razão molar Ca/S de 3,7. / Tests were carried out in a fluidized bed reactor, pilot-scale. The desulfurization behavior of the combustion gases was studied, making use of coal with low content of sulfur, through the addition of limestone in the bed, at 850ºC. The coal is from Candiota-RS mine and the limestones are from Pantano Grande-RS (dolomite) and Candiota-RS (magnesian limestone). They are representative of the raw material from the south of Brazil. The molar ratio Ca/S was studied, remarking the influence of limestone chemical composition (dolomite: 28.63% CaO, 20.13% MgO; magnesian limestone: 50.13% CaO, 2.03% MgO) and limestone particle size range (mean particle diameter 0.467mm and 0.3164mm). These tests were compared with others using only coal so that the desulfurization efficiency was calculated. For the magnesian limestone, using the molar ratio Ca/S 3.93, the maximum sulfur retention 71.51% was obtained and, using the dolomite, for Ca/S = 2.57, was obtained 66.88%. In the particle size analysis, the fine limestone reached 60% and the coarse, 30% for the same molar ratio Ca/S 2.4. In the chemical composition analysis, similar particle size range, the magnesian limestone got 70% and dolomite 50%, for the same 3.7.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-04T17:29:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T17:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de DOUTORADO - Erik Cavalcanti e Silva.pdf: 3366301 bytes, checksum: 5c3e8b98d2c66b7eea2ee41c5cb202a7 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / O tratamento de efluentes tem se tornado o foco de pesquisas e novas tecnologias têm sido desenvolvidas visando atender aos padrões de lançamento de efluentes cada vez mais restritivos. Presentes nos efluentes de indústrias têxteis, os corantes sintéticos são inertes aos agentes utilizados nos processos de degradação convencionais. As moléculas dos corantes possuem estruturas complexas responsáveis por sua alta estabilidade no tingimento o que lhes confere difícil degradabilidade. Como alternativa de tratamento destes efluentes, a adsorção é amplamente utilizada e o carvão ativado é o material mais comumente empregado na remoção de compostos orgânicos devido à sua alta capacidade adsortiva decorrente, entre outros fatores, de sua estrutura porosa e altos valores de área específica. Materiais de baixo valor agregado têm sido empregados como adsorventes in natura e na produção de carvão ativado como solução mais economicamente viável. O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de um sistema contínuo de adsorção em leito fixo de carvão ativado (Carbomafra 119) e avaliação de sua eficiência na remoção de azo-corantes de um efluente-modelo composto pela mistura dos corantes Remazol Amarelo 3RS (RY), Remazol Alaranjado BTE 3R (RO) e Remazol Preto B 133% (RB) em iguais concentrações. Experimentos em batelada foram conduzidos para cada corante individualmente e para o efluente-modelo com o objetivo de avaliar a influência de parâmetros operacionais tais como, pH e concentrações iniciais da solução de corante, dose de adsorvente e diâmetro médio das partículas do adsorvente no processo de adsorção. A concentração máxima na fase sólida observada experimentalmente foi de 52,33, 56,85 e 23,87 mg.g-1 para os corantes RY, RO e RB respectivamente nas condições mCA = 0,5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, sendo o equilíbrio atingido em 12 dias. Modelos matemáticos baseados naqueles desenvolvidos por Langmuir e Freundlich foram propostos e aplicados com sucesso na descrição da evolução cinética e do equilíbrio de adsorção. O sistema de adsorção em leito fixo, composto por uma coluna de vidro de 1,5 dm de altura, 4.10-2 dm de diâmetro e leito de carvão ativado de 1 dm de altura com diâmetro médio das partículas de 8,9.10-4 dm, foi montado e teve sua eficiência avaliada nas condições ótimas determinadas nos experimentos em batelada para cada um dos corantes e para o efluente-modelo. As curvas de ruptura foram obtidas em um tempo máximo de 6,5 h e o sistema se mostrou eficaz na remoção dos corantes do efluente, porém, ao final do processo o leito de carvão ativado ainda encontrava-se longe da saturação, devido ao elevado tempo necessário para alcançar o equilíbrio. Um modelo matemático foi desenvolvido a partir de um balanço de massa e foi utilizado com sucesso na descrição da evolução do perfil de concentração do leito fixo. O modelo desenvolvido considera uma resistência global à transferência de massa que engloba as resistências no filme líquido e nos poros do adsorvente e considera a cinética de adsorção de Langmuir-Freundlich na superfície do adsorvente. / The wastewater treatment has become the focus of researches and new technologies have been developed in order to follow the increasingly restrictive standards of effluent discharge. Present in wastewater of textile industries, synthetic dyes are inert to the agents used in conventional degradation processes. Dyes’ molecules have complex structures responsible for its high stability at dyeing process which results in difficult degradability. As alternative treatment of these effluents, adsorption is widely used and activated carbon is the most commonly material employed in the removal of organic compounds due to their high adsorptive capacity resulting from, among other factors, its porous structure and high values of specific area. Low value-added materials have been used as adsorbents in natura and in activated carbon production as more economically viable solution. This study aimed the development of a continuous fixed bed adsorption system of activated carbon (Carbomafra 119) and evaluation of its effectiveness in removing azo-dyes of a synthetic effluent consisting of a mixture of the azo-dyes Remazol Yellow 3RS (RY), Remazol Orange BTE 3R (RO) and Remazol Black B 133% (RB) in equal concentrations. Batch experiments were conducted for each dye individually and for the synthetic effluent in order to evaluate the influence at adsorption process of operational parameters such as pH and initial concentrations of the dye solution, dose and particle diameter of the adsorbent. The maximum concentration of dye adsorbed at the solid phase at equilibrium, was 52.33, 56.85 and 23.87 mg.g-1 for dyes RY, RO and RB, respectively, with mCA = 0.5 g.dm-3, dp = 8,9.10-4 dm, pH = 2, the equilibrium being reached in 12 days. Mathematical models based on those developed by Langmuir and Freundlich had been proposed and successfully applied in describing the kinetics evolution and adsorption equilibrium. The fixed bed adsorption system composed by a glass column 1.5 dm high and a diameter of 4.10-2 dm, the activated carbon bed with a 1 dm high, with an average particle diameter of 8,9.10-4 dm was built and was evaluated in optimal conditions determined in batch experiments for each of the dyes and the synthetic effluent. Breakthrough curves were obtained in a maximum time of 6.5 h and the system proved effective in removing the effluent’s dyes, but at the end of process the activated carbon bed was still far from saturation, due to the high time needed to reach equilibrium. A mathematical model was developed from a mass balance and was successfully utilized in describing the evolution of the fixed bed concentration profile. The developed model considers a mass transfer global resistance that includes resistances in liquid film and in pores of the adsorbent and considers the Langmuir-Freundlich adsorption kinetics at the surface of the adsorbent.

GUERRERO, Jorge Recarte Henriquez, também é conhecido em citações bibliográficas por: HENRIQUEZ, Jorge Recarte / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-21T18:37:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Daniel Alejandro Torres Villablanca.pdf: 1891575 bytes, checksum: 1a05e7810bc21a00f6ceb7b7bfe63aa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-29T18:21:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Daniel Alejandro Torres Villablanca.pdf: 1891575 bytes, checksum: 1a05e7810bc21a00f6ceb7b7bfe63aa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T18:21:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Daniel Alejandro Torres Villablanca.pdf: 1891575 bytes, checksum: 1a05e7810bc21a00f6ceb7b7bfe63aa1 (MD5) Previous issue date: 2016-09-08 / FACEPE / Devido à importância de diversificar a matriz energética do Brasil e do mundo é importante a utilização de novas fontes de energia que substituam os combustíveis fósseis, como é o caso da biomassa procedente do bagaço de cana-de-açúcar que está presente no Brasil de maneira abundante. As vantagens da utilização dessa biomassa é a diversificação da matriz energética nacional bem como diminuir a poluição resultante da utilização de combustíveis fósseis. Este trabalho tem como objetivo estabelecer os parâmetros básicos para a modelagem computacional do processo de conversão termoquímica de biomassa sólida em gás combustível em um reator de leito fluidizado e a construção de um algoritmo numérico que permita realizar estudos futuros sobre quais e como os principais parâmetros envolvidos afetam o processo de conversão. Para estabelecer os parâmetros e desenvolver o modelo foi utilizado o software Matlab 2011.a. Primeiramente foram determinados os parâmetros fixos e as variáveis. Em seguida, foram calculadas as condições de operação do reator em função das características da biomassa e da vazão de gás que entra no reator. Finalmente, foram estabelecidas as equações diferenciais que modelam o comportamento das espécies em função da altura do reator. O modelo desenvolvido foi de três fases; unidimensional e com taxas de reação. A pirólise é instantânea. A transferência de calor entre as fases foi considerada e a variação da distribuição do tamanho de partícula não foi considerado.A modelagem mostrou que as reações pertencentes à pirolise do alcatrão atingem sua conversão total num período de tempo pequeno (10⁻⁵s) , o que comprova que as espécies gasosas, produto da pirolise, podem ser consideradas no inicio do modelo sem ter que realizar sua modelagem. O modelo desenvolvido pode ser aplicado para qualquer tipo de biomassa que seja do tipo A dentro da classificação de Geldart para partículas. / Due to the importance of diversifying the energy matrix of Brazil and the world, it is important to use new energy sources to replace fossil fuels, such as the biomass derived of bagasse sugarcane that is abundantly present in Brazil. The advantages of using this biomass is the diversification of the national energy matrix and reduce pollution resulting from the use of fossil fuels. This study aims to establish the basic parameters for the computational modeling of thermochemical conversion process of solid biomass in fuel gas in a fluidized bed reactor and, also, the construction of a numerical algorithm to enable further studies on what and how the main parameters involved affect the conversion process. To establish the parameters and develop the model, the Matlab software 2011.a was used. First, the parameters fix and variables were established. Then, we calculated the reactor operating conditions according to the characteristics of biomass and gas flow entering in the reactor. Finally, we established the differential equations that shape the behavior of the species in function of the reactor’s height. The developed model has three phases; one dimension and reaction rates. The pyrolysis is instantaneous. The heat transfer between masses was considered and the variation of the particle size distribution was not considered. The freeboard was not included in the modeling. The model showed that the reactions belonging to the tar pyrolysis reach their full conversion within a short period of time (10⁻⁵s), which proves that the gas species, pyrolysis products, may be considered in the begin of the model without having to make their modeling. The developed model can be applied to any type of biomass that is of type A (Geldart classification for particles).

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlivaresGomez_Edgardo_M.pdf: 6764544 bytes, checksum: 671689453428e894e7a71a91f66a2723 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O interesse atual pela gaseificação de biomassa no mundo está baseado em dois aspectos principais: (a) A possibilidade de se desenvolver comercialmente a tecnologia BIG/GT-CC (Biomass Integrated Gasifiers /Gas Turbine-Combined Cycles) que permite diminuiro custo do kW.h desde valores de aproximadamente 8 centavos utilizando a tecnologia convencional (com ciclo Rankine), até valores estimados de 3,8 centavos utilizando a tecnologia BIG/GT-CC de segunda geração (com turbinas a gás mais eficientes) e (b) A sua utilização contribui na melhoria do balanço de CO2, de NOx e de SOx na atmosfera, quando comparado com os combustíveis fósseis. Sem dúvida, o primeiro destes aspectos tomaria a energia obtida a partir da biomassa competitiva com relação à energia obtida a partir dos combustíveis comvencionais. Nesta direção vários projetos estão sendo desenvolvidos em diversos países do mundo, por empresas do setor energético, instituções de pesquisa e grupos de pesquisa a nível de universidades. A Faculdade de Engenharia Agricola-UNICAMP em colaboração com o Departamento de Engenharia Térmica e de Fluídos da Faculdade de Engenharia Mecânica-UNICAMP, desenvolveu o projeto de um protótipo de reator de leito fluidizado de 280 kW de potência térmica visando a gaseificação dos subprodutos da agroindústria sucroalcooleira, o bagaço e a palha da cana-de-açúcar. Para tanto foi necessário desenvolver uma metodologia aproximada de dimensionamento do reator, que embora não considere uma teoria rigurosa constitui uma útil ferramenta prática. O projeto considerou também o dimensionamento do sistema de distribuição do agente de gaseificação (ar), do sistema de alimentação de biomassa e do ciclone da instalação de gaseificação. A construção e montagem da instalação e da estrutura de suporte foi realizada pela TERMOQUIP ENERGIA ALTERNATIVA LIDA, de Campinas, São Paulo. Os primeiros testes a mo e em condições de gaseificação permitiram comprovar as dificuldades e limitações impostas pelo sistema de alimentação (do tipo rosca sem-fim), devido às quais foi praticamente impossível desenvolver os experimentos quando trabalhando com bagaço ("in natura") e palha da cana. Como resultado dos testes realizados utilizando pellets de bagaço de cana, verificou-se um aceitável desempenho energético do reator para a faixa de fator de ar empregada de 0,17 até 0,22. O poder caloófico inferior médio do gás obtido foi de 4 MJ/Nm3,valor considerado bom na gaseificação com ar. Os maiores valores da eficiência a mo e a quente do gaseificador (29,23 % e 33,42% respectivamente) foram obtidos para um valor de 0,22 do fator de ar, não sendo verificado neste ponto seu valor máximo por limitações na operação do reator para maiores valores do fator de ar. Elevados valores das perdas ao meio ambiente são, provavelmente, a principal causa das baixas eficiências. Nestas perdas são consideradas as perdas de energia pelo carbono não gaseificado que permaneceu no leito e as perdas com o alcatrão e os particulados sólidos no gás de saída do ciclone, as quais não foram avaliadas por falta de medidas experimentais. O completamento da avaliação do desempenho do reator é feita com o cálculo das perdas de energia com a entalpia sensível do gás de saída e com o resíduo sólido que sai por baixo do ciclone, cujos valores foram aceitáveis na faixa de fator de ar estudada / Abstract: The present interest in biomass gasification throughout the world is fundamented in two matn aspects: a) the potential for commercial development of the BIG/GT-CC (Biomass Integrated GasifierslGas Turbine-Combined Cycles) technology which allows costs of US$ 0,038/kWh against some US$ 0,08/kWh when utilizing existing the Rankine cycle conventional systems: the use of biomass gasification may contribute to improve the CO2balance and reduce NOx and SOx emissions in the atmosphere because the source of energy utilized is biomass and recovers a carbon which is already present in the biosphere. Several projects are being oriented in this direction throughout the world and are lead by private companies and research groups ITom universities. The School of Agricultural Engineering- FEAGRI ITom the State University of Campinas-UNICAMP, Brazil, in cooperation with the School of Mechanical engineering-FEM/UNlCAMP has developed a prototype of a fluidized-bed reactor to gasify by-products ITomthe sugar-ethanol industry, such as the bagasse and the trash (Ieaves and tops). To implement this research it was necessary to develop a method for sizing the reactor combining practical parameters and a theoretical approach. In this project it was considered also the sizing of other auxiliary systems: the gasifying agent (air) distribution, the biomass feeding, and the cyclone for gas purification. The construction and assembling of the whole installation as well as the structure was conducted by Termoquip Energia Alternativa Ltda, a leading enterprise dedicated to biomass gasifier construction with factory located in Campinas, Brazil. The first "cold" tests in gasification conditions allowed to conflrm the difficulties and limitations imposed by the biomass feeding system (screw type). It was almost impossible to conduct experiments when working with bagasse "in natura" and straw. However, the obtained results when bagasse pellets were used indicated acceptable reactor energy efficiencyfor an air factor in the range of 0.17 to 0.22. The obtained gas low heating value was 4 MJ/Nm3which was considered acceptable for air gasification. The higher reactor "cold" and "hot" efficiencies were 29,23% and 33.42%, respectively.They were obtained for air factors ofO.22. However, it was not possible to obtain higher efficienciesbecause the reactor operating conditions did not allow tests with higher air factors. High energy losses to the environrnent are probably the main cause for low efficiencies. Within these losses are included the non-gasified carbons which IX rernained in the reactor bed and the losses with tar and solids or particulate found in the exiting gas after the cyclone. These losses were not evaluated due to the lack of appropriated experimental equiprnent. The overall thermodynamic evaluation was done calculating the energy losses ITornthe sensible enthalpy ITornthe exiting gas which values were considered acceptable for the studied air-factor / Mestrado / Construções Rurais / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T20:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QueirozFilho_AntonioVilanova_M.pdf: 2884420 bytes, checksum: 8bbd8c3a40103cb665c36cf3c0beb5af (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo o estudo do recobrimento de comprimidos com filme polimérico em leito de jorro bidimensional, utilizando três posições distintas de atomização de suspensão. A escolha por uma ou outra posição de atomização é normalmente feita por razões de simplicidade de construção e pelas características de cada posição de atomização. Optou-se pela localização do bico atomizador no topo, na base angulada e no fundo do leito. Antes de iniciar um estudo comparativo do recobrimento entre as três posições de atomização, realizou-se alguns ensaios preliminares para estabelecer as condições de processo, tais como: vazão de ar de jorro (Wg), vazão da suspensão de recobrimento (Ws), pressão de ar de atomização (Par), carga por batelada (Mo) e ângulo da base angulada do leito (8). Os dados experimentais da cinética de recobrimento, em função das variáveis do processo, foram obtidos para cada posição de atomização. Como a massa aderida aos comprimidos apresentou um crescimento linear, utilizou-se a inclinação das retas para analisar o comportamento do crescimento da película para diferentes valores das variáveisdo processo. A fim de quantificar a influênciadas variáveis envolvidas no recobrimento, fez-se o uso de um planejamento fatorial 23. Verificou-se que a variável que mais contribuiu para o crescimento da película foi a vazão de suspensão. Os resultados experimentais mostraram que para as três posições de atomização não houve diferença significativano crescimento da massa adicionada aos comprimidos para a faixa em que as variáveis Ws, Wge Par foram estudadas / Abstract: The subject of this work is the study of tablets coating with a polymeric film in a two-dimensional spouted bed using three diferent positions for the suspension atomization. The choice of the position is normally made in order to simplify the design of the apparatus and taking in account the characteristics of each atomization point. The chosen positions for the localization of the air atomizing nozzles in this work were the top, the slanted base and the bottom of the bed. Preliminary experiments were made before the comparative study. They were made in order to establish process conditions, such as air spouting flowrate (Wg), flowrate of coat suspension (Ws),air pressure of atomization (Par),batch load (Mo) and angle ofthe slanted base (8) of the bed. The experimental data of the coating kinetics as a funtion of the process variables were obtained for the three positions of atomization. The mass covering the tablets presented a linear growth of the film, therefore the slope of the straight lines fitting of the experimental data could be used to analyse the behavior of the growth of the film for different values of the process variables. To quantify the influence of the variables on the coating process a factorial planning 23was used. The suspension flowrate was the variable that showed the greatest influence on the thickning of the film. The experimental results showed no significative differences in the growth of the mass adhered to the tablets for the three atomization positions, in the ranges of the variables Ws,Wg,Par studied in this work / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T04:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DanielaPiresda_M.pdf: 3068299 bytes, checksum: 81d56b5e0fe31162dba378fa7d811cad (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a fluidização de microgrânulos de celulose microcristalina (CMC), visando utilizar esta partícula num futuro processo de recobrimento. A CMC foi analisada em duas faixas de diâmetro e nas formas esférica e não­esférica. Foram analisados parâmetros fluidodinâmicos fundamentais, como a velocidade de mínima fluidização, a queda de pressão, a porosidade e a expansão do leito de partículas. O efeito do atrito devido à operação de fluidização foi estudado e verificou-se que, dentro da faixa de velocidades utilizada, este efeito é negligenciável. A distribuição de temperatura radial dentro do leito foi determinada à diferentes velocidades superficiais de ar. Estes perfis foram analisados de forma a verificar sua validade como indicador da qualidade de fluidização. Verificou-se a existência de perfis parabólicos que achatavam-se a medida que aumentava-se a velocidade de operação, indicando um aumento na homogeneidade na distribuição de sólidos dentro do leito. A partir da análise destas distribuições pode-se dizer que atinge-se uma boa qualidade de fluidização com velocidades de operação superiores a 7 vezes a velocidade de mínima fluidização. Nesta mesma condição encontra-se expansões do leito de 35% em relação à altura de mínima fluidização. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que a CMC apresenta uma fluidização com qualidade e adequa-se ao processo. de recobrimento em leito fluidizado / Abstract: This work presents a study over the fluidization of microcristalline cellulose microgranules (CMC), aimming to the use of these partic1es in a future process of coating. CMC was analised in two ranges of partic1es diameter and in spherical and non­spherical forms. Some fundamental fluid-dynamic parameters were studied, like minimum fluidization velocity, pressure drop, porosity and bed expansion. The effect of rnction due to the fluidization operation were studied too and it was verified that this effect is neglectable within the range ofvelocity used. The bed temperature distribution over the radius was determined at different air superficial velocities. These profiles were analised in the form of verifying its validity as a fluidization quality indicator. It was verifyed the existence of parabolic profiles that tended to linearization when the velocity is rised, indicating an increase in the homogeneity of the concentration of solids in the bed. From the ana1ysis of these distributions, it can be said that a good fluidization quality achieved with operation velocities over seven times the minimun fluidization velocity. The results obtained in this work show that the CMC can be fluidized with quality and the solids circulation shall be adequate to the coating process in fluid bed. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T18:51:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_RobertoLuisGomesda_D.pdf: 5308810 bytes, checksum: 23031bb71d61ff09f951cb9f06de28e9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Atualmente a granulação de partículas finas encontra suas principais aplicações nas indústrias de alimentos, química, agrícola e especialmente farmacêutica e tem sido cada vez mais objeto de pesquisa, com finalidades de melhorar aspecto, perdas por manuseio, compactação e transporte. A granulação consiste em aumentar o tamanho (volume) da partícula, através da incorporação de materiais ativos e/ou inertes. Os primeiros trabalhos foram desenvolvidos na década de 50, utilizando areia em granuladores cilíndricos. Desde então, uma grande quantidade de trabalhos vem sendo realizado com a utilização de equipamentos tais como misturadores, tambores rotativos e leito fluidizado. A utilização do leito fluidizado modificado tem como objetivo melhorar o processo, otimizando a técnica e tornando-a economicamente viável. Neste trabalho, estudou-se a granulação de pós em leito fluidizado com tubo interno, utilizando uma solução aquosa com concentração de 35 % de maltodextrina como agente granulante, e efetuou-se a caracterização física dos grânulos formados e de pastilhas obtidas a partir desses grânulos. O material empregado como excipiente foi a celulose microcristalina com diâmetros que variam de partículas menores que 125 mm a 420 mm. O leito consiste de uma coluna em acrílico de 60 cm de altura e 14 cm de diâmetro interno. Um tubo com 14 cm de altura e 7 cm de diâmetro interno foi adaptado no centro do leito, preso ao topo por uma haste retrátil, facilitando o seu deslocamento e fixação em relação à placa distribuidora. A utilização do leito fluidizado com um tubo interno facilitou a condução do processo em relação ao leito fluidizado convencional, pois foi observada uma melhora na fluidodinâmica durante o processo. A solução granulante foi aspergida sobre o leito de partículas, através de um bico atomizador de duplo-fluido. As variáveis operacionais analisadas foram: vazão da solução granulante (Ws), com valores de 4, 7 e 10 ml/min no display da bomba, pressão de atomização (Pat) de 68,95, 103,42 e 137,89 kPa, temperatura do ar de fluidização (T) de 60, 70 e 80 °C, e altura do tubo interno (ht) em relação à placa distribuidora de 4, 6 e 8 cm. O trabalho experimental foi realizado com auxílio de um planejamento fatorial completo 24 para avaliar a influência das condições operacionais nas variáveis de resposta: crescimento das partículas, índice de torrões e índice de Carr. O planejamento experimental forneceu modelos estatisticamente significativos para as respostas crescimento dos grânulos e índice de Carr. O crescimento dos grânulos foi favorecido pelo aumento da vazão da solução granulante associada à baixa pressão de atomização. Os grânulos apresentaram compressibilidade de 2,44 a 16,9 % e ângulo de repouso de 37,6±1,77° a 42±1,49°, indicando ótima fluidez e coesividade intermediária. Além disso, analisou-se também a compressão e compactação dos grânulos. Pastilhas foram confeccionadas aplicando 1,5 ton. aos grânulos em prensa hidráulica e submetidas à análise de resistência. Os resultados mostraram-se satisfatórios, estando os valores obtidos de acordo com os especificados na literatura. / Abstract: Currently the fine particle granulation finds its main applications in the food chemical, agricultural and especially pharmaceutical industries, and has been attracting more and more interest with purposes to improve aspect, losses, compacting and transport. The granulation consists of increasing the size of the particle, through the incorporation of active and/or inert materials. The first works had been developed in the decade of 50. Since then, a great amount of works comes, being carried through with the use of different equipments such as mixers, rotary drums and fluidized beds. Modified fluidized bed granulators had been proposed with the objective of improving the process. The use of modified fluidized beds optimizes the technique and turns it economically viable. The objective of this work was the study of granulation of powders in a fluidized bed modified with the inclusion of a draft-tube, using an aqueous solution of maltodextrin (35% in weight), and the physical characterization of the granules and tablets compressed from these granules. The granulation operation was carried out by top spraying the granulating liquid on the fluidized bed of particles using a double-fluid nozzle. Microcrystalline cellulose particles (mean diameter from below 125µm to 420µm) were chosen as the raw material to be granulated. The fluidized bed consisted of a cylindrical column constructed in Plexiglass with 0.14 m of internal diameter and 0.6 m of height. A draft-tube with 0.14 m of height and 0.07 m of internal diameter was adapted in the center. The experimental work was carried through with the aid of a 24 experimental design with three central points, resulting in 19 runs to evaluate the effects of the operational variables on the granulation process. The independent variables studied were the flow rate of granulating solution (Ws); the air pressure of atomization (Pat); the inlet air temperature (T) and the height of the drafttube (ht). The values of the variables at the lower, central and upper levels were fixed in 4, 7 and 10 mL/min for Ws; 68.95, 103.42 and 137.89 kPa for Pat; 60, 70 and 80°C for T and 4, 6 and 8 cm for ht. The responses analyzed were the particles growth, agglomeration index, angle of repose and Carr index. The growth of granules was favored by the increase of the flow rate of the granulating solution associated to a low pressure of atomization. The granules showed compressibility in the range of 2.44 to 16.9% and angle of repose from 37.6±1.8° to 42.0±1.5°, indicating free flow ability and intermediate cohesiveness. Also, the granules compression and compaction was analyzed. Tablets were done by applying 1.5 tons to the granules using a hydraulic press and then submitted to resistance analyses. The results obtained were satisfactory as the values were in the range specified in the literature for pharmaceutical tablets. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química