A geração de energia em larga escala a partir da combustão de carvões minerais impõe pesados ônus ao meio ambiente devido às emissões de poluentes. O processo de combustão em leito fluidizado destaca-se neste contexto, permitindo reduções de emissões de gases \'SO IND.X\' e \'NO IND.X\' acima de de 90%. O projeto, otimização e escalonamento de reatores de leito fluidizado são realizados de forma quase completamente empírica, através de desenvolvimentos em plantas de demonstração de escalas reduzidas. Os custos e tempos de implementação envolvidos são elevadíssimos, tornando ferramentas teóricas de apoio altamente desejáveis. Neste trabalho, desenvolve-se a modelagem e simulação da combustão em leito fluidizado atmosférico borbulhante de carvão mineral com altos teores de cinzas e enxofre com dessulfuração por calcário, através de uma abordagem fenomenológica. Comparações das predições do modelo são realizadas com dados experimentais gerados na planta piloto do NETeF, e estudos paramétricos são realizados para avaliação das performances do reator. As comparações mostram concordâncias e discrepâncias qualitativas e quantitativas entre perfis simulados e medidos das concentrações de gases e distribuições granulométricas do particulado. Isso indica a necessidade de aperfeiçoamentos na modelagem fenomenológica, notadamente com relação às correlações e dados empíricos utilizados. Apesar das discrepâncias, o modelo apresenta bons resultados quantitativos de eficiência de absorção de enxofre em comparação com os dados experimentais. / Energy generation through coal combustion imposes heavy environmental impacts due to pollutant emissions. The process of fluidized bed combustion distinguishes in this context allowing for emission reductions of \'SO IND.X\' and \'NO IND.X\' above 90%. The design, scaling-up, and optimization of fluidized bed reactors are mostly empirical, through small-scale demonstration plant developments. The costs and times of implementation involved in those developments are huge, making theoretical tools of analysis highly desirable. In this work modeling and simulation are performed for atmospheric bubbling fluidized bed combustion of high ash high sulfur coals, including desulfurization by limestone. A phenomenological approach to modeling is applied. Comparison of predictions are made against empirical measurements performed in the NETF pilot plant, and parametric studies are developed to evaluate reactor performances. The comparisons show both agreements and disagreements, qualitative as well as quantitative, between predictions and measured gas concentrations and particulate size distributions. This points to the necessity for improvements on the phenomenological modeling procedure that was applied, notably regarding the empirical correlations and data that were considered. Despite the discrepancies, the model produces good quantitative results of sulfur absorption efficiency in comparison to the empirical data.

A geração de energia em larga escala a partir da combustão de carvões minerais impõe pesados ônus ao meio ambiente devido às emissões de poluentes. O processo de combustão em leito fluidizado destaca-se neste contexto, permitindo reduções de emissões de gases \'SO IND.X\' e \'NO IND.X\' acima de de 90%. O projeto, otimização e escalonamento de reatores de leito fluidizado são realizados de forma quase completamente empírica, através de desenvolvimentos em plantas de demonstração de escalas reduzidas. Os custos e tempos de implementação envolvidos são elevadíssimos, tornando ferramentas teóricas de apoio altamente desejáveis. Neste trabalho, desenvolve-se a modelagem e simulação da combustão em leito fluidizado atmosférico borbulhante de carvão mineral com altos teores de cinzas e enxofre com dessulfuração por calcário, através de uma abordagem fenomenológica. Comparações das predições do modelo são realizadas com dados experimentais gerados na planta piloto do NETeF, e estudos paramétricos são realizados para avaliação das performances do reator. As comparações mostram concordâncias e discrepâncias qualitativas e quantitativas entre perfis simulados e medidos das concentrações de gases e distribuições granulométricas do particulado. Isso indica a necessidade de aperfeiçoamentos na modelagem fenomenológica, notadamente com relação às correlações e dados empíricos utilizados. Apesar das discrepâncias, o modelo apresenta bons resultados quantitativos de eficiência de absorção de enxofre em comparação com os dados experimentais. / Energy generation through coal combustion imposes heavy environmental impacts due to pollutant emissions. The process of fluidized bed combustion distinguishes in this context allowing for emission reductions of \'SO IND.X\' and \'NO IND.X\' above 90%. The design, scaling-up, and optimization of fluidized bed reactors are mostly empirical, through small-scale demonstration plant developments. The costs and times of implementation involved in those developments are huge, making theoretical tools of analysis highly desirable. In this work modeling and simulation are performed for atmospheric bubbling fluidized bed combustion of high ash high sulfur coals, including desulfurization by limestone. A phenomenological approach to modeling is applied. Comparison of predictions are made against empirical measurements performed in the NETF pilot plant, and parametric studies are developed to evaluate reactor performances. The comparisons show both agreements and disagreements, qualitative as well as quantitative, between predictions and measured gas concentrations and particulate size distributions. This points to the necessity for improvements on the phenomenological modeling procedure that was applied, notably regarding the empirical correlations and data that were considered. Despite the discrepancies, the model produces good quantitative results of sulfur absorption efficiency in comparison to the empirical data.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-30T13:50:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiaIdentificacaoParametrica.pdf: 3930518 bytes, checksum: cbedeb53e9ebe153958da193cd483ed0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-30T16:50:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiaIdentificacaoParametrica.pdf: 3930518 bytes, checksum: cbedeb53e9ebe153958da193cd483ed0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-30T16:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstrategiaIdentificacaoParametrica.pdf: 3930518 bytes, checksum: cbedeb53e9ebe153958da193cd483ed0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os sistemas do tipo correia transportadora, são sistemas essenciais para grandes empresas, embora este equipamento apresente um elevado grau de criticidade, de modo que uma parada não planejada do mesmo, pode gerar perdas imensas ou até mesmo a parada de todo o processo produtivo. Tendo em vista a criticidade do equipamento, torna-se necessário realizar a monitoração adequada do mesmo e detectar com maior antecedência possível a ocorrência de alguma falta ocorrida no sistema. Objetivando reduzir as paradas não planejadas, investiga-se nesta dissertação a modelagem de um sistema do tipo correia transportadora com a finalidade de uso no monitoramento e diagnóstico de faltas neste tipo de sistema. Primeiramente é discutido um modelo fenomenológico do processo, o qual é baseado na aplicação das leis da mecânica e considerando-se os diversos tipos de força de oposição ao movimento de uma correia transportadora. Os principais parâmetros do transportador foram estimados utilizando-se técnicas de identificação baseadas em Mínimos Quadrados Não Recursivos. Em seguida, foi desenvolvido e implementado um algoritmo de detecção de faltas utilizando a teoria de análise intervalar, de modo que possibilite detectar condições inadequadas de funcionamento. Com o intuito de avaliar o desempenho do algoritmo proposto foi projetado e construído um protótipo que emula as condições operacionais típicas de um sistema real do tipo correia transportadora. Os resultados obtidos experimentalmente, confirmam o bom desempenho da metodologia proposta. / Belt conveyor systems are essential for large companies, even though this equipment has a great deal of importance that makes its non-planned stop can generate huge amounts of losses or even the stall of the whole production process. Having this importance in mind it becomes necessary to realize the adequate monitoring of the system and detect with a larger prior notice the occurrence of some fault in the system. In an effort to reduce the unforeseen stop, this dissertation investigates a modeling of a belt conveyor system. At first a phenomenological model of the process is discussed based on the mechanical laws and considering the diverse types of movement opposition force throughout the belt conveyor. The main parameters of a belt conveyor belt where estimated through the non-recursive mean square. In sequence a fault detection algorithm was elaborated using the interval analysis theory, in a way that its possible to detect inadequate operation conditions. With the intent to evaluate the performance of the proposed algorithm a prototype that emulates the tipical operation of a conveyor belt was designed. The results were obtained experimentally, that confirms the great performance of the proposed methodology.

Por meio do método lattice Boltzmann (LBM), este projeto de pesquisa propõe a simulação computacional da extração dos compostos diterpênicos do café verde em sistemas com fluido pressurizado. Para isso foi adotado um modelo fenomenológico dinâmico e de primeira ordem quanto à dependência espacial. Usando a rede D1Q2, o LBM foi implementado com duas funções de distribuição de partículas, acompanhadas das respectivas funções de distribuição de equilíbrio. Cada função refere-se à concentração em uma dada fase (sólida e fluida). A previsão das curvas de rendimento pressupõe o conhecimento dos parâmetros do processo, tais como a difusividade mássica interna (intrapartícula), o coeficiente de partição volumétrica e a difusividade mássica axial. Para o devido ajuste destes parâmetros contra dados experimentais, foi desenvolvido um código computacional utilizando a técnica de gradiente descendente. Resultados numéricos das simulações foram comparados com dados experimentais e mostraram-se satisfatórios. Adicionalmente, foi realizada a análise da influência dos parâmetros supracitados mediante a criação de uma interface gráfica amigável para o código computacional original. Este projeto de pesquisa, além de fomentar a agregação de valor ao café, desenvolveu competências em modelagem e simulação de processos de extração de espécies químicas a partir de métodos numéricos. / Using the lattice Boltzmann method (LBM), this research project proposes a computer simulation of diterpene compounds extraction from green coffee beans in high pressure fluid systems. In order to do so, a dynamic phenomenological model with first-order spatial dependence was adopted. LBM was implemented on D1Q2 lattice, using two particle distribution functions, followed by the respective equilibrium distribution functions. Each function refers to the extract concentration in each phase, namely solid and fluid. Prediction of extract yield curves relies on process parameters such as internal (i.e., intraparticle) mass diffusivity, volumetric partition coefficient and axial mass diffusivity. Values of aforesaid parameters were fitted against experimental data via descendent gradient technique coupled to the LBM computer code and numerically simulated result were consistent. Besides modeling and simulation, this project performed the influence analysis of those process parameters. To this end, a user-friendly graphical interface for the original computer code was created. While fostering value to be added to coffee, this research project develops skills in modeling and simulation of chemical species extraction through numerical methods.

Por meio do método lattice Boltzmann (LBM), este projeto de pesquisa propõe a simulação computacional da extração dos compostos diterpênicos do café verde em sistemas com fluido pressurizado. Para isso foi adotado um modelo fenomenológico dinâmico e de primeira ordem quanto à dependência espacial. Usando a rede D1Q2, o LBM foi implementado com duas funções de distribuição de partículas, acompanhadas das respectivas funções de distribuição de equilíbrio. Cada função refere-se à concentração em uma dada fase (sólida e fluida). A previsão das curvas de rendimento pressupõe o conhecimento dos parâmetros do processo, tais como a difusividade mássica interna (intrapartícula), o coeficiente de partição volumétrica e a difusividade mássica axial. Para o devido ajuste destes parâmetros contra dados experimentais, foi desenvolvido um código computacional utilizando a técnica de gradiente descendente. Resultados numéricos das simulações foram comparados com dados experimentais e mostraram-se satisfatórios. Adicionalmente, foi realizada a análise da influência dos parâmetros supracitados mediante a criação de uma interface gráfica amigável para o código computacional original. Este projeto de pesquisa, além de fomentar a agregação de valor ao café, desenvolveu competências em modelagem e simulação de processos de extração de espécies químicas a partir de métodos numéricos. / Using the lattice Boltzmann method (LBM), this research project proposes a computer simulation of diterpene compounds extraction from green coffee beans in high pressure fluid systems. In order to do so, a dynamic phenomenological model with first-order spatial dependence was adopted. LBM was implemented on D1Q2 lattice, using two particle distribution functions, followed by the respective equilibrium distribution functions. Each function refers to the extract concentration in each phase, namely solid and fluid. Prediction of extract yield curves relies on process parameters such as internal (i.e., intraparticle) mass diffusivity, volumetric partition coefficient and axial mass diffusivity. Values of aforesaid parameters were fitted against experimental data via descendent gradient technique coupled to the LBM computer code and numerically simulated result were consistent. Besides modeling and simulation, this project performed the influence analysis of those process parameters. To this end, a user-friendly graphical interface for the original computer code was created. While fostering value to be added to coffee, this research project develops skills in modeling and simulation of chemical species extraction through numerical methods.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6130.pdf: 2869136 bytes, checksum: 7b897b70a9098d8c22f48d18aeb83c6a (MD5) Previous issue date: 2014-06-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / A math model was applied to describe the removal of particulate matter in lawn canal built in real scale. For this purpose different initial concentrations (Co) of particulate matter were investigated, as following: 65; 131; 196; 262 and 327 mg/L. The investigated rains, containing suspended solids, were discharged on the channel which has 100 m in length and slope of 2 %. Measurements were made of particulate material through the analysis of turbidity and total suspended solids (TSS) in 26 locations along the length of the channel. The experimental data were fit to the model using nonlinear regression parameter (kd) and (C*), which correspond to the decay kinetics constant and minimum limiting values the curve removal, respectively. Fractions removed and mathematical adjustment were assessed and performed for each isolated event and also for the result set. On average, the magnitude of the relative error ranged from 0.83% to 5.11%, with the highest average value obtained for the lowest concentration of particulate matter (65 mg L- 1). Regarding the values obtained for the decay constants (kd ), which represent the frequency of removal of particulate matter, it is noted that the same trends to a minimum value for the higher initial concentrations of particles (Co) . This fact indicates that the higher the initial concentration of particulate matter (Co), the greater the extent of travel required for its removal, with a maximum observed at around 80 m, for concentrations above 196 mg.L-1. / Neste trabalho, buscou-se avaliar e modelar matematicamente, por meio de modelo fenomenológico, a remoção de material particulado em canal gramado construído em escala real. Para tal, foram investigadas diferentes concentrações iniciais (Co) de material particulado: 65; 131; 196; 262 e 327 mg/L, os quais foram descarregados por meio de chuvas simuladas em canal de 100 m de extensão e declividade de 2%. As medidas de material particulado foram feitas por meio da turbidez e da análise de sólidos suspensos totais (SST), em 26 posições ao longo do comprimento do canal. Os dados experimentais foram ajustados ao modelo por meio de regressão não linear dos parâmetros (k) e (C*), os quais correspondem à constante cinética de decaimento e ao valor mínimo assintótico a curva de remoção, respectivamente. As frações removidas e o ajuste matemático foram avaliados e realizados para cada evento isolado e, também, para o conjunto de resultados. Em termos médios, o módulo do erro relativo variou entre 0,83% e 5,11%, sendo o maior valor médio obtido para a menor concentração de material particulado investigado (65 mg.L-1). Em relação aos valores obtidos para as constantes de decaimento (kd), as quais representam a frequência de remoção de material particulado, verifica-se que a mesma tende a um valor mínimo para as maiores concentrações iniciais de material particulado (Co). Tal fato indica que, quanto maior a concentração inicial de material particulado (Co), maior a extensão de percurso requerida para sua remoção, com limite máximo observado em torno de 80 m, para concentrações acima de 196 mg.L-1.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2017-09-05T14:43:57Z No. of bitstreams: 2 Bruna_Tavares2017.pdf: 2153442 bytes, checksum: ea6c6cfdeca0f49e80dfdd1246cc0ea3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T14:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Bruna_Tavares2017.pdf: 2153442 bytes, checksum: ea6c6cfdeca0f49e80dfdd1246cc0ea3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Kluyveromyces marxianus yeast has been arousing importance in the Biotechnology area due to its high metabolic diversity and high degree of polymorphism. Its potentialities have been under study for several applications such as enzymes production of great interest in the food industry such as β-galactosidases, β-glucosidase and polygalactosidase, in the production of aromatic compounds and higher alcohols such as phenyl ethanol, also in biorefineries to produce the second generation ethanol. This yeast has great interest due to bioethanol production and its ability on assimilating different carbohydrates from lignocellulosic biomass as well as its broad spectrum of thermotolerance. Cellulosic ethanol has been presented as a possibility for increasing yield in sugarcane mills and as one of the alternatives to decrease the crisis that affects this sector. Sugarcane biomass, just like all lignocellulosic material, is formed by three main fractions: cellulose, hemicellulose and lignin. The lignocellulosic fiber, after going through pretreatments for separation and break this complex, originates fermentable sugars that can be biotransformed into ethanol. Acid hydrolysis pretreatment is a well-established process, in which monomers are released, and xylose is released from hemicellulose in higher rate, in order to obtain the cellulignin. After biomass delignification, cellulose must be submitted to acid hydrolysis or enzymatic processes to solubilize glucose. Enzymatic hydrolysis and fermentation can occur separately (SHF) or simultaneously (SSF), and this last one has an advantage of performing these two steps in the same reactor. Furthermore, this process requires thermotolerant yeasts able to withstand near to 50 °C, an optimized range for cellulase performance. In addition, another obstacle to produce ethanol is its accumulation in the medium, leading to inhibition by the product during the fermentation process and toxicity for the yeast. K. marxianus yeast has interesting metabolic characteristics that are able of overcoming such difficulties during cellulosic ethanol production. So, it requires more studies, since there is no knowledge about the optimal initial concentrations of substrate for ethanol production by this yeast and on its endurance to the product. Thus, this trial aims at evaluating the fermentative behavior of K. marxianus ATCC 36907 yeast in semi-defined medium with variations in substrate and temperature concentrations using phenomenological modeling, as well as evaluating the effect of ethanol removal on its fermentative activity. In the first step of this trial, fermentations were obtained in a shaking incubator using a semi-defined medium supplemented with peptone, malt extract and yeast extract, with variations in glucose concentrations (50, 120 and 190 g L-1) and temperature (30, 35, 40 and 45 °C). The experimental results were put mathematically together to obtain a theoretical model of the process by the phenomenological modeling with Scilab software. The obtained models represented satisfactorily cell development curves, substrate consumption and ethanol production. The optimization ethanol fermentation process indicated 40 °C as temperature and a substrate concentration of 90 g L-1 to maximize the product concentration, resulting in an average of 22.5 g L-1 ethanol and 0.24 g g-1 yield. During its second step, the fermentations were carried out in triplicates under the optimized conditions in a 1.2-L volume fermenter. Control fermentations were carried out in triplicate without ethanol extraction by vacuum and fed after 36 hours, while the other fermentations, also in triplicate, were carried out under the same conditions, but with the product extraction by vacuum. After the first 36-hour cycle, ethanol concentration was 34.13 g L-1 (YP/S 0.38 g g-1 and QP 0.94 g L-1 h-1), reaching 40.90 g L -1 ethanol (YP/S 0.18 g g-1 and QP 0.43 g L-1 h-1) at the end of the second cycle. A different behavior was observed in the control experiment, in which ethanol production occurred in the first cycle (36.37 g L-1, YP/S 0.4 g g-1 and QP 1.01 g L-1 h-1), whereas in the second cycle, the substrate consumption was 8% and ethanol production was not observed. The phenomenological modeling showed that the experimental data were better represented by the model that took into account the occurrence of a latency phase at ix the beginning of the second cycle and strongly indicated a metabolism inhibition by product accumulation. K. marxianus yeast recovered its fermentative metabolism and produced ethanol again, demonstrating the relevant role of product removal in improving such process. / A levedura Kluyveromyces marxianus vem despertando interesse na área da Biotecnologia por sua grande diversidade metabólica e elevado grau de polimorfismo. Suas potencialidades estão sendo investigadas para diversas aplicações, como a produção de enzimas de interesse do setor alimentício como as β-galactosidases, β-glucosidase e poli-galactosidase, na produção de compostos aromáticos e álcoois superiores como o fenil-etanol e, também, no setor das biorrefinarias na produção de etanol de segunda geração. Assim, essa levedura torna-se interessante para a produção de bioetanol devido à capacidade em assimilar diferentes carboidratos da biomassa lignocelulósica, e ao seu amplo espectro de termotolerância. O etanol celulósico desponta como uma possibilidade para o aumento da produtividade nas usinas sucroalcooleiras e como uma das alternativas para aliviar a crise que afeta o setor. A biomassa da cana-de-açúcar, um subproduto da indústria sucroalcooleira, como todo o material lignocelulósico, é formada por três frações principais: celulose, hemicelulose e lignina. As fibras lignocelulósicas após passarem por pré-tratamentos para a separação e quebra desse complexo originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol. O pré-tratamento por hidrólise ácida é um processo bem estabelecido, em que há a liberação de monômeros, em maior proporção a xilose, a partir da hemicelulose, tendo em vista a obtenção de celulignina. Após a deslignificação, a celulose deve ser submetida a processos de hidrólise ácida ou enzimática para a solubilização da glicose. A hidrólise enzimática e a fermentação podem ocorrer separadamente (SHF) ou de forma simultânea (SSF), tendo esta última a vantagem de realizar essas duas etapas no mesmo reator. Por outro lado, a condução desse processo requer leveduras termotolerantes capazes de suportar temperaturas próximas de 50ºC, faixa otimizada para atuação das celulases. Além disso, outro entrave para a produção de etanol é o seu acúmulo no meio, o qual acarreta na inibição pelo produto durante o processo fermentativo e toxicidade para as leveduras utilizadas. A levedura K. marxianus possui características metabólicas interessantes capazes de superar tais dificuldades encontradas na produção de etanol celulósico. Porém, são necessários maiores estudos, uma vez que não se tem conhecimento sobre as concentrações iniciais ótimas de substrato para a produção de etanol pela levedura e sobre sua tolerância ao produto. Por essa razão, este trabalho teve como objetivos avaliar o comportamento fermentativo da levedura K. marxianus ATCC 36907 em meio semi-definido, com variações nas concentrações de substrato (glicose) e temperatura utilizando a modelagem fenomenológica bem como avaliar o efeito da remoção de etanol sobre sua atividade fermentativa. Na primeira etapa do trabalho, as fermentações foram conduzidas em incubadora com agitação pelo emprego do meio semidefinido suplementado com peptona, extrato de malte e extrato de levedura, com variações nas concentrações de glicose (50, 120 e 190 g L-1) e temperatura (30, 35, 40 e 45 ºC). Os resultados experimentais foram agregados matematicamente para obtenção de um modelo teórico do processo por meio de modelagem fenomenológica com auxílio do software Scilab. Os modelos obtidos representaram, de forma satisfatória, as curvas de crescimento celular, consumo de substrato e produção de etanol. O processo de otimização da fermentação etílica indicou a utilização da temperatura de 40 ºC e concentração de substrato de 90 g L-1 para maximização da concentração de produto, com isso, foram obtidos, em média, 22,5 g L-1 de etanol e rendimento de 0,24 g g-1. Na segunda etapa do trabalho, as fermentações foram conduzidas em triplicatas nas condições otimizadas em fermentador com volume de 1,2 L. As fermentações-controle foram realizadas em triplicata sem a extração de etanol por vácuo e alimentadas após 36 horas. Todavia, as outras fermentações, também em triplicata, foram conduzidas nas mesmas condições, porém com extração do produto por vácuo. Nas fermentações com vácuo, após o primeiro ciclo de 36 horas, a concentração de etanol foi de 34,13 g L-1 (YP/S 0,38 g g -1 e QP 0,94 g L-1 h-1), atingindo 40,90 g L -1 de etanol (YP/S 0,18 g g-1 e QP 0,43 g L-1 h-1) no final do segundo ciclo. vii Um comportamento diferente foi observado no experimento controle, no qual a produção de etanol ocorreu apenas no primeiro ciclo (36,37 g L-1, YP/S 0,4 g g-1 e QP 1,01 g L-1 h-1), enquanto no segundo ciclo o consumo do substrato foi de apenas 8% e a produção de etanol não foi observada. A modelagem fenomenológica mostrou que os dados experimentais foram melhor representados pelo modelo, o qual considerou a ocorrência de uma fase de latência no início do segundo ciclo e indicou fortemente a inibição do metabolismo pelo acúmulo do produto. A levedura K. marxianus recuperou seu metabolismo fermentativo e voltou a produzir etanol, demonstrando o papel relevante da remoção do produto na melhoria do processo.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-27T14:11:10Z No. of bitstreams: 1 DissAHS.pdf: 2312692 bytes, checksum: c2ebb789fa7e739eba3f96c03b8c245a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-03T19:41:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAHS.pdf: 2312692 bytes, checksum: c2ebb789fa7e739eba3f96c03b8c245a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-03T19:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAHS.pdf: 2312692 bytes, checksum: c2ebb789fa7e739eba3f96c03b8c245a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T19:50:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAHS.pdf: 2312692 bytes, checksum: c2ebb789fa7e739eba3f96c03b8c245a (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Não recebi financiamento / The study conducted examined the sediment removal behavior for a lawn channel built full-scale, 100 m in length, slope of 2% and wide base of 0.7 m in the Federal University of São Car them, San Carlos - SP. For this analysis, we simulated runoff for three volumes of downloads 5; 7; 10 m³, represented each with their respective hydrograph and blade height by passing the flood wave. These flows were mixed with the particulate material produced from the local ground of the campus area, sieved to smaller than 75 micron, which is used for varying the initial concentration for tests. The experimental data were fit to a model first order decay, Meira optimum slug flow in through non-linear regression using decay kinetic parameters (k d) and equilibrium concentration (C *). Fractions removed and the mathematical adjustment were evaluated and executed for each single event along the length of the lawn channel monitored in 26 positions. The peak of the hydrograph was investigated in the range of 11 ± 2 L / s and time base (tb) determined at the unloading point on the channel varied from 15, 25 and 35 minutes. The transit time in the channel (tT) was approximately 10.5 ± 2.5 m, corresponding to 0.14 ± speed 0,02 m / s. The maximum efficiency of particulate matter removing over the lawn channel length ranged from 47 to 81% in 20-90 m positions. Whereas all concentrations of investigates, it was found that for 15 minutes tB, the average maximum efficiencies were on the order of 64 ± 3% to ± 26 position of 31 m. TB to 25 minutes the average maximum were of the order of 73 ± 3% to 59 ± 24 m positions. Finally, for 35 minutes tB the average maximum efficiencies were obtained in the range of 65 ± 3% in the 73 ± 15 m positions. The ratio tb / tT correlated 0.98 with the position of maximum efficiency. The maximum removal positions are related to the decay constant (Kd). It was found that 70% of the values of the decay constant (Kd) is between 0.005 and 0.015 s-1, and to disregard the hydrograph represented by tB 15 minutes, 90% of the data is contained in it Halftone 0.005 Kd ≤ ≤ 0.015 s-1 and 85% in the range 0.007 ≤ 0.012 ≤ Kd s-1. It was identified direct and proportional relation of the equilibrium concentration (C *) and initial concentration (Co). / O estudo desenvolvido analisou o comportamento de remoção de sedimento para um canal gramado construído em escala real, 100m de extensão, declividade de 2% e largura de base de 0,7m, localizado na Universidade Federal de São Carlos, São Carlos - SP. Para tal análise, foram simulados escoamentos superficiais para três volumes de descarregamentos: 5; 7; 10m³, representados cada um com seu respectivo hidrograma e altura de lâmina pela passagem da onda de cheia. Estes escoamentos foram misturados com o material particulado produzido a partir do solo local da região do campus, peneirado para dimensões menores que 75μm, o qual foi utilizado para variação da concentração inicial para os ensaios realizados. Os dados experimentais foram ajustados a um modelo de decaimento de primeira ordem, em escoamento ideal pistonado por meio de regressão não linear, usando os parâmetros cinéticos de decaimento (kd) e de concentração de equilíbrio (C*). As frações removidas e o ajuste matemático foram avaliados e realizados para cada evento isolado, ao longo do comprimento do canal gramado e monitorados em 26 posições. O pico dos hidrogramas investigados foi da ordem de 11±2L/s, e o tempo de base (tB) determinado no ponto de descarregamento no canal variou de 15, 25 e 35 minutos. O tempo de trânsito no canal (tT) foi da ordem de 10,5±2,5 minutos, correspondente à velocidade de 0,14±0,02m/s. A eficiência máxima de remoção de material particulado ao longo do comprimento do canal gramado variou de 47 a 81% em posições de 20 a 90m. Considerando todas as concentrações investigadas, verificou-se que para tB de 15 minutos, a média das máximas eficiências foram da ordem de 64±3% para posição de 31±26m. Para tB de 25 minutos a média das máximas foram da ordem de 73±3% para posições de 59±24m. Finalmente, para tB de 35 minutos a média das máximas eficiências obtidas foram da ordem de 65±3% nas posições de 73±15m. O quociente tB/tT apresentaram correlação de 0,98 com a posição de máxima eficiência. As posições de máxima remoção estão relacionadas à constante de decaimento (kd). Verificou-se que 70% dos valores da constante de decaimento (kd) estão entre 0,005 e 0,015 s-1, sendo que ao desconsiderar o hidrograma representado por tB de 15 minutos, 90% dos dados estão contidos no intervalo 0,005 ≤ kd ≤ 0,015s-1 e 85% no intervalo 0,007 ≤ kd ≤ 0,012s-1. Foi identificada relação direta e proporcional da concentração de equilíbrio (C*) e concentrações iniciais (Co).