Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-05T16:57:26Z No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T16:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda_Tavares_2014.pdf: 1683512 bytes, checksum: 2fd12d727abb969ebc7412b1732e5558 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Due to climatic conditions and shortage of petroleum-based fuels, the search for new sources aimed to solve such problems is notorious. Biodiesel is a fuel which has been extensively studied over the years, but there are still many problems involving the production processes and also the raw materials used. Thus, the present work aims to study a process that has presented interesting features in terms of energy and cost, even though it has still been understudied, and in addition, seeks to employ the crambe oil, an oil that is not used in the food chain and has considerable advantages in the biofuel production. The hydroesterification is a process which involves two steps, first being a hydrolysis process and the second an oil esterification of the hydrolyzed oil. In this work a central composite rotational design (DCCR) 2³ was employed to study the following variables: temperature, water/oil molar ratio content and yield of catalyst in the content of fatty acids through the enzymatic hydrolysis of crambe oil. The enzyme used in this study was the commercial lipase Lypozyme RM IM. The planning results showed that the optimum conditions were achieved in the studied limits and thus additional experiments were made necessary to reach the conclusion that the ideal reaction temperature is 60°C. The molar ratio between water and oil was not significant for the planning, which is probably due to the fact that the conditions studied were of excess water, to ensure that the reaction occurred until the end. The content of the catalyst was the most significant factor and to optimize the use of catalyst in the reaction a new 2² design was conducted to evaluate the effects of rotation level and catalyst content. Rotation level was the most significant effect, demonstrating thereby that the external mass transfer is an important factor in the enzymatic hydrolysis reaction of crambe oil. Experimental data of the kinetic study of the enzymatic hydrolysis of crambe oil was obtained under conditions of 2.2 mass percentage of total substrate, water/oil molar ratio of 10:1, level of rotation of 790 rpm at temperatures of 50°C, 55°C and 60°C. A mathematical model found in available literature was used to describe the data. The enzymatic hydrolysis reaction reached a good conversion into free fatty acids, reaching 77%. The esterification reaction was carried out using free fatty acids obtained from the hydrolysis optimum condition, under 5% mass percentage of Amberlyst 15® catalyst, methanol/oil molar ratio of 30:1, at temperatures of 65 °C and 80 °C during 4 hours of reaction, and the best result obtained was a 49% of conversion of methyl esters. Although the end result of the work did not achieved a high conversion into esters, the results established trends to be used in future works as it was observed that the process of hydroesterification is promising since it enables the use of unrefined raw materials and mild conditions, resulting in lower production costs for biodiesel. / Devido às condições climáticas e escassez de combustíveis derivados do petróleo, é notória a busca por novas fontes que visem solucionar tais problemas. O biodiesel é um combustível que ao longo dos anos vem sendo amplamente estudado, porém existem ainda muitos gargalos envolvendo os processos de produção e também as matérias primas empregadas. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar um processo que apesar de ainda pouco investigado apresenta características interessantes no ponto de vista energético e econômico, além disso, busca-se empregar o óleo de crambe, um óleo que não é usado na cadeia alimentar e que possui consideráveis vantagens para seu emprego na produção de biocombustíveis. A hidroesterificação é um processo que envolve duas etapas, sendo uma de hidrólise do óleo e outra de esterificação do óleo hidrolisado. Neste trabalho um planejamento DCCR completo 2³ foi empregado para estudar as variáveis temperatura, razão molar água/óleo e teor de catalisador no rendimento do teor de ácidos graxos a partir da reação de hidrólise enzimática do óleo de crambe. A enzima utilizada nesse estudo foi a lipase comercial Lypozyme RM IM. Os resultados do planejamento mostraram que as condições ótimas foram atingidas nos limites estudados e, portanto fizeram-se necessários experimentos extras para chegar-se a conclusão que a temperatura ideal para a reação ocorrer é de 60°C. A razão molar entre água e óleo não mostrou significância para o planejamento, o que provavelmente se deve ao fato de que as condições estudadas foram de excesso de água. O teor de catalisador foi o fator mais significativo e, para otimizar o uso de catalisador na reação um novo planejamento 2² foi realizado para avaliar os efeitos de rotação e teor de catalisador. A rotação foi o efeito mais significativo demonstrando, dessa forma, que a transferência de massa externa é um importante fator na hidrólise enzimática do óleo de crambe. Dados experimentais da cinética da hidrólise enzimática do óleo de crambe foram obtidos nas condições de 2,2%, em massa total de substrato, razão molar água/óleo 10, nível de rotação de 790 rpm e temperaturas de 50°C, 55°C e 60°C. Um modelo matemático, disponível na literatura, foi utilizado para descrever estes dados. A reação de hidrólise enzimática atingiu um bom rendimento em ácidos graxos livres, chegando a 77%. A reação de esterificação foi realizada a partir dos ácidos graxos livres obtidos a partir da condição ótima de hidrólise do óleo nas condições de 5% em massa de catalisador Amberlyst 15®, razão molar metanol/óleo de 30:1 nas temperaturas de 65°C e 80°C durante 4 horas de reação, sendo que o melhor resultado obtido foi de 49% em conversão de ésteres metílicos. Apesar de o resultado final do trabalho não ter obtido alta conversão em ésteres, os resultados demonstraram as tendências a serem utilizadas em trabalhos futuros já que se observa que o processo de hidroesterificação é promissor, pois possibilita o uso de matérias-primas não refinadas e condições brandas, resultando em baixo custo de produção para o biodiesel.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-10-31T18:19:56Z No. of bitstreams: 1 Larissa_Bortoli_2017.pdf: 2081912 bytes, checksum: 9d603950fbde6861b979910220779d8b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-31T18:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Larissa_Bortoli_2017.pdf: 2081912 bytes, checksum: 9d603950fbde6861b979910220779d8b (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Recent studies have shown that silver nanoparticles (AgNPs) can bring potential health and environmental risks. Its growing production on large scale and wide incorporation into several products increases the risks of this nanomaterial of reaching different ecosystems, impacting the environment and human health. Facing this panorama, this work has as main objective, evaluating the efficiency of the treatment by electrocoagulation of different synthetic industrial effluents of AgNPs. Therefore, distinct AgNPs dispersions were developed in aqueous medium by chemical reduction, using silver nitrate (AgNO3) as a precursor, sodium borohydride (NaBH4) as a reducer, and stabilizers in concentrations of 1 and 3% (m/v), sodium carboxymethylcellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinylpyrrolidone (PVP), resulting in dispersions designated as AgNPs-CMC1 and AgNPs-CMC3, AgNPs-PVA1 and AgNPs-PVA3 and AgNPs-PVP1 and AgNPs-PVP3, respectively. Synthesized, the nanoparticles were characterized by UV-Vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), pH, conductivity and turbidity. The UV-Vis absorption spectra of the AgNPs obtained by different synthesis reactions were similar, presenting bands in the 400 nm region, typical of spherical-shaped AgNPs. The predominantly spherical morphological appearance of the AgNPs of the different dispersions was confirmed by transmission electron microscopy. In the treatment by electrocoagulation with aluminum electrodes, the dispersions containing CMC as a stabilizing agent proved to be difficult to treat by electrocoagulation. The dispersions AgNPs-CMC1 and AgNPs-CMC3 obtained a reduction in total silver concentration of 71.72 and 52.15%, respectively, after 15 min of electrolysis. While the dispersions AgNPs-PVA1, AgNPs-PVP1 and AgNPs-PVP3 obtained a reduction in total silver concentration above 99.90% in 10 minutes of treatment, and AgNPs-PVP3 route dispersion reduction of total silver of 99.98% at 20 min of electrocoagulation. From these results, it was possible to observe that the elimination of AgNPs from effluents is possible and that the efficiency of the treatment by electrocoagulation is directly related to the physicochemical characteristics acquired by the dispersions of AgNPs when stabilized with different compounds. Finally, through the toxicity analysis with the test organism Vibrio fischeri, and according to the IAP Ordinance No. 019/2006, it was possible to verify that only the dispersions that used PVP as a protective agent became suitable for disposal after treatment by electrocoagulation. / Estudos recentes têm demonstrado que nanopartículas de prata (AgNPs) podem trazer riscos potenciais a saúde e ao meio ambiente. A crescente produção em escala industrial e ampla incorporação em diversos produtos aumentam os riscos desse nanomaterial alcançar os diferentes ecossistemas e, assim, causar impactos nesses ambientes e na saúde humana. Diante deste panorama, este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência do tratamento por eletrocoagulação de diferentes efluentes industriais sintéticos de AgNPs. Para isto, sintetizou-se distintas dispersões de AgNPs em meio aquoso por redução química, utilizando nitrato de prata (AgNO3) como precursor, borohidreto de sódio (NaBH4) como redutor, e os estabilizantes nas concentrações 1 e 3%, carboximetilcelulose sódica (CMC), álcool polivinílico (PVA) e polivinilpirrolidona (PVP), resultando nas dispersões denominadas AgNPs-CMC1 e AgNPs-CMC3, AgNPs-PVA1 e AgNPs-PVA3 e AgNPs-PVP1 e AgNPs-PVP3, respectivamente. Sintetizadas, as nanopartículas foram caracterizadas por espectroscopia UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (MET), conversão reacional, pH, condutividade e turbidez. Os espectros de absorção UV-Vis das AgNPs obtidas pelas diferentes reações de síntese foram similares, apresentando bandas na região de 400 nm, característico de AgNPs com formato esférico. A aparência morfológica predominantemente esférica das AgNPs das diferentes dispersões foi confirmada pela microscopia eletrônica de transmissão. No tratamento por eletrocoagulação com eletrodos de alumínio as dispersões contendo CMC como agente estabilizante se demonstraram dificilmente tratáveis por eletrocoagulação. Após 15 min de eletrólise a dispersão AgNPs-CMC1 apresentou uma redução de 71,72% na concentração de prata total e a dispersão AgNPs-CMC3 52,15%. As dispersões AgNPs-PVA1, AgNPs-PVP1 e AgNPs-PVP3 obtiveram redução na concentração de prata total acima de 99,90% em 10 min de tratamento, e a dispersão AgNPs-PVP3 redução de prata total de 99,98% aos 20 min de eletrocoagulação. Destes resultados foi possível observar que a eliminação de AgNPs de efluentes é possível, e que a eficiência do tratamento por eletrocoagulação se relaciona diretamente com às características físico-químicas adquiridas pelas suspensões de AgNPs quando estabilizadas com diferentes compostos. Por fim, através das análises de toxicidade com o organismo- teste Vibrio fischeri, e de acordo com a Portaria IAP n° 019/2006 foi possível constatar que somente as dispersões que utilizaram PVP como agente protetor se tornaram aptas ao descarte após tratamento por eletrocoagulação.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-01T18:50:41Z No. of bitstreams: 1 Claudio_Arcego_2017.pdf: 4023110 bytes, checksum: 6d506c53df527a65d8c713589651c016 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T18:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio_Arcego_2017.pdf: 4023110 bytes, checksum: 6d506c53df527a65d8c713589651c016 (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Technologies used for treatment of automotive centers, gas stations and car wash stations wastewaters, available in the market have a number of operational limitations. This background, combined with the vehicle fleet increases, requires new technologies for this aim. In this context the mean goal of this work is develop an alternative technology for automotive centers and car wash stations wastewaters treatment. The methodology included: 1) a characterization of the effluent generation sources; 2) qualitative and quantitative characterization of the studied effluent; 3) technological prospecting; 4) the technology proposition; 5) the design and construction of the prototype; 6) experimental planning and performance of operational tests in laboratory conditions; 7) a proposal and systematization of the new technology; And 8) intellectual protection. It should be noted that the main parameters evaluated in this work were the apparent color, turbidity, pH and COD. The technology resulting from this work, for a condition with a higher effluent concentration (C0 = 2.5 mg.mL-1), with pH = 7 and current density (σ) of 3.42 mA.cm- ² presented higher efficiency in the removal of apparent color 99.71%) and turbidity (99.75%). The best performance in reducing the COD (93.5% removal) occurred under the conditions of test 12 (C0 = 1.5 mg.mL-1, σ = 3.42 mA / cm², pH = 10). The pH of the effluents was studied in the range of 4 to 10 and at this condition, it was observed a directly proportional influence between pH and the removal efficiency. After the results systematization and previous inventive activity evaluation, the technology for wastewater treatment must be object of intellectual protection in the National Institute of Industrial Property (INPI). The innovation is classified like Utility Model, since it is a creation of form, structure and disposition, involving an inventive act that resulted in functional improvement. / As tecnologias de tratamento e aproveitamento de efluentes de oficinas mecânicas, postos de combustíveis e de lavagem de veículos, disponíveis no mercado, ainda apresentam uma série de limitações técnicas. Esse cenário, aliado ao crescimento da frota de veículos, exige o desenvolvimento e a proposição de novas tecnologias. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi desenvolver uma tecnologia alternativa para o tratamento de efluentes de oficinas mecânicas e postos de lavagem automotiva. A metodologia contemplou: 1) a caracterização das fontes de geração dos efluentes (Estabelecimentos localizados no Município de Toledo-PR); 2) a caracterização qualitativa e quantitativa do efluente em estudo; 3) a prospecção tecnológica; 4) a proposição da tecnologia; 5) o projeto e construção do protótipo; 6) planejamento experimental e realização de testes operacionais em condições laboratoriais; 7) a proposição e sistematização da nova tecnologia; e 8) a proteção intelectual. Destaca-se que os principais parâmetros avaliados neste trabalho foram a cor aparente, turbidez, pH e DQO. A tecnologia resultante deste trabalho, para uma condição de maior concentração do efluente (C0=2,5 mg.mL-1), com pH=7 e densidade de corrente (σ) de 3,42 mA.cm-2 apresentou maior eficiência na remoção de cor aparente (99,71%) e turbidez (99,75%). O melhor desempenho na redução da DQO (93,5% de remoção) ocorreu nas condições de C0=1,5 mg.mL- 1, σ=3,42 mA.cm-2 e pH=10. O pH dos efluentes em estudo se encontram na faixa de 4 a 10 e nessa condição foi constatado uma influencia diretamente proporcional na eficiência de remoção dos parâmetros avaliados. Após a sistematização dos resultados e prévia avaliação da atividade inventiva, a tecnologia para o tratamento de efluentes de diversas fontes, em particular de oficinas mecânicas, deve ser objeto de proteção intelectual junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). A inovação está classificada na categoria Modelo de Utilidade, pois trata-se de uma criação de forma, estrutura e disposição, envolvendo ato inventivo que resultou em melhoria funcional.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-29T22:37:58Z No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T22:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / With the industrial growth achieved in recent years, there was a significant increase in the amount of industrial wastewater discharged into the environment, including, textile effluents rich in organic compounds of high molecular mass with characteristics toxic, carcinogenic and mutagenic. Therefore, it is necessary to develop methods for the treatment of effluents contaminated with dyes. The adsorption process has been largely employed in the treatment of industrial wastewater due to its low cost and efficiency at low concentrations. The system design of wastewater treatment by adsorption process on an industrial scale is required the use of a robust mathematical model based on phenomenological principles that describe efficiently the phase equilibrium data. This way, the main objective of this study was to investigate the adsorption of reactive dyes Remazol Red and Blue 5G, investigating the affinity of different adsorbents, the effect of pH and temperature, as well as obtaining the adsorption kinetics and equilibrium data in single-component systems and binaries, in order to get the optimum operation conditions. The bone char was the adsorbent with the highest removal capacity of reactive dyes. The effect of pH were studied in faixe 1-6 and the temperature in the range of 15 to 45 ° C jointly by the method of Delineation Central Composite Rotational (DCCR), only the pH of the initial solution had no effect on the dye adsorption capacity which proved favored by acidic pH. In order to characterize the adsrovente used to evaluate the effect of temperature and pH, as well, testing the kinetic and equilibrium were determined moisture, hydration capacity, surface area, pore size distribution and, density, morphology and chemical composition and surface charge. The models of Langmuir and Langmuir power can to describe with efficiency the kinetic and equilibrium single component data, while only the Langmuir model was efficient in binary data. The qmax values obtained for the dyes Blue 5G and remazol Red and binary in the temperature of 30 ºC and agitation of 100 rpm was 154.61, 144.71 and 161.81 mg g-1 respectively. / Com o crescimento industrial alcançado nos últimos anos, ocorreu um aumento significativo na quantidade de rejeitos industriais lançados no meio ambiente, entre eles, efluentes têxteis ricos em compostos orgânicos de alta massa molecular, com características tóxicas, cancerígenas e mutagênicas. Desta forma, se faz necessário o desenvolvimento de processos para o tratamento de efluentes contaminados com corantes. O processo de adsorção vem sendo amplamente empregado no tratamento de efluentes industriais devido ao seu baixo custo e eficiência mesmo em baixas concentrações. Para o projeto de sistemas de tratamento de efluentes pelo processo de adsorção em escala industrial se faz necessário o emprego de modelos matemático que descrevam com eficiência os dados de equilíbrio de fases. Desta maneira, o objetivo principal deste trabalho foi investigar a adsorção dos corantes reativos Remazol Vermelho e Azul 5G pelo processo de adsorção. Inicialmente foram realizados testes preliminares e avaliados diferentes adsorventes na remoção destes corantes. Posteriormente, foram avaliados os efeitos do pH e da temperatura na adsorção, a caracterização do adsorvente obtenção de dados experimentais da cinética de adsorção e equilíbrio em sistemas monocomponentes e binários, com o intuito de obter as condições ótimas de operação. O carvão de osso foi o adsorvente que apresentou maior capacidade de remoção de corantes reativos. Foram estudados o efeito do pH na faixa de 1 a 6 e a temperatura na faixa de 15 a 45ºC de forma conjunta por meio do método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), somente o pH da solução inicial teve efeito na capacidade de adsorção dos corantes, que se mostrou favorecida por pHs ácidos. Com o intuito de caracterizar o adsorvente empregado para avaliar o efeito da temperatura e pH, bem como, os testes cinéticos e de equilíbrio, foram determinadas a umidade, capacidade de hidratação, área superficial, distribuição e tamanho dos poros, densidade real e aparente, morfologia e composição química e carga superficial . O modelo de Langmuir e Langmuir potência melhor representaram o comportamento cinético e de equilíbrio do sistema monocomponente, enquanto que somente o modelo de Langmuir apresentou eficiência nos dados binários. Os valores de qmax obtidos para os corantes Azul 5G e Remazol Vermelho monocomponente e binário, na temperatura de 30 ºC e agitação de 100 rpm foram de 154.61, 144.71 e 161,81 mg g-1 respectivamente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tulio Klassen.pdf: 1461464 bytes, checksum: 02d111496a486b94ea73232034f2aeb6 (MD5) Previous issue date: 2008-02-11 / The Artificial Neural Networks have been used with success for the description and modeling of processes in the most several areas of the knowledge, from economy, administration, artificial intelligence and even control of complex industrial processes. The process of chilling of chickens for immersion in cold water ("chillers") is complex and difficult to be modeled phenomenologicaly, because it involves transfer of heat, mass and transient regime, besides a great number of variables. In this work several architectures of artificial neural networks were used in the description and modeling of the process of chilling of the chickens, foreseeing the final temperature and the growth of weight of the carcasses. Also for comparison effect they were used an empiric model proposed by CARCIOFI & LAURINDO (2007) to describe the absorption of the water for the carcasses and the chilling model according to Newton's Law for the temperature of the carcasses. Different situations were tested changing the numbers of neurons of the entrance and hidden layers, and the number of layers. The data used were supplied by the SADIA - Toledo company for training and validation of the net. For the model twenty-five entrance variables were selected, as weight of the carcass, temperature before the chillers, temperature of the propilenoglicol shirt, flow of water in each module of the tanks, time of chilling and temperature of the renewal water, bubble intensity and amount of ice. The results obtained by the neural network and for Newton's Law they were not efficient to represent the final temperature of the carcass. The neural networks and the empiric model of CARCIOFI & LAURINDO (2007) went very efficient to esteem the amount of water absorbed for the carcasses. The obtained results showed that the net type with 4 x 12 x 4 neurons in the entrance layer, first and second hidden layers respectively was the best to represent the investigated system. / As Redes Neurais Artificiais têm sido empregadas com sucesso para a descrição e modelagem de processos nas mais diversas áreas do conhecimento, desde economia, administração, inteligência artificial e até controle de processos industriais complexos. O processo de resfriamento de frangos por imersão em água gelada ( chillers ) é complexo e difícil de ser modelado fenomenologicamente, pois envolve transferência de calor, massa e regime transiente, além de um grande número de variáveis. Neste trabalho foram empregadas diversas arquiteturas de redes neurais artificiais na descrição e modelagem do processo de resfriamento dos frangos, prevendo a temperatura final e o ganho de peso das carcaças. Também para efeito de comparação foram empregados um modelo empírico proposto por CARCIOFI & LAURINDO (2007) para descrever a absorção da água pelas carcaças e o modelo de resfriamento segundo a Lei de Newton para a temperatura das carcaças. Foram testadas diferentes situações alterando-se os números de neurônios das camadas de entrada e intermediária, e o número de camadas. Foram utilizados dados fornecidos pela empresa SADIA Toledo para treinamento e validação da rede. Para o modelo foram selecionadas vinte e cinco variáveis de entrada, como peso da carcaça, temperatura antes do resfriamento, temperatura da camisa de propilenoglicol, vazão de água em cada módulo dos tanques, tempo de resfriamento e temperatura da água de renovação, borbulhamento e quantidade de gelo. Os resultados obtidos pelas redes neurais e pela Lei de Newton não foram eficientes para representar a temperatura de saída da carcaça. As redes neurais e o modelo empírico de CARCIOFI & LAURINDO (2007) foram muito eficientes para estimar a quantidade de água absorvida pelas carcaças. Os resultados obtidos mostraram que a rede tipo 4 x 12 x 4 neurônios na camada de entrada, primeira intermediária e segunda intermediária respectivamente foi a que melhor representou o sistema investigado.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Coutinho Fernandes Junior.pdf: 1216021 bytes, checksum: 140e087a28751c7c2ea0079d79d89a2d (MD5) Previous issue date: 2009-10-13 / In the process of soy oil the consumption of energy is extremely high, which is always important to create new alternatives to energetic consumption reduction. This paper is carried on a case study of energetic integration in a soy oil factory operating with an average production of 15.000 tons/month. At first, the rate of flow, the input and output temperatures and the calorific capacity of all currents in the extraction phase were evaluated. After this assessment, based on the thermal potential change, four currents were selected, two denominated hot currents and two denominated cold currents. The first hot current (Q1) consists of a crude oil current from the post-separation phase of the solvent hexane with the input temperature of 110 ºC and output temperature of 80ºC. The second hot current (Q2) consists of a water current coming out of a boiler with an input temperature of 90 ºC and goes to the effluent treatment station having to be cooled to 55 ºC. These two currents have a thermal potential change of 262,8 kW/h. The third current denominated cold current F1, consists of a water current that comes from the decanter with a input temperature of 40 ºC and enters in the heater to reach an output temperature of 90 ºC, where the residual hexane is evaporated. The fourth current, denominated cold current F2, is a mixture of 70% of oil and 30% of hexane with an input temperature of 60 ºC and output temperature of 90 ºC. These two currents have a thermal necessity of 330 kW, for their heating. The synthesis methodology adopted for the heat exchangers network synthesis, due to the easiness in application and interaction with the user, was the Pinch Analysis. In the synthesis procedure, the Problem Table was developed and the Pinch Point was identified and the goals for the consumption of utilities were obtained for the maximum energy recovery. The problem was divided into two regions, below and above the Pinch Point. After the synthesis and optimization, the total cost for the network was calculated and all thermal exchange occurs above the Pinch Point . The proposed network consists of two heat exchangers and two boilers, so that a exchanger performs the thermal change between the Q1 (crude oil) and Q2 (miscela) currents. The second exchanger performs the change between Q2 (the water in the boiler exit) and F1 (water in the decanter exit) currents. The additional heating for the cold currents to reach final temperatures is provided by the boilers that are already being used in the factory. The economy generated by the reduction in the consumption of utilities was of R$ 91,000.00/year, meaning a reduction of steam consumption of 79,6% and a reduction of 5,3% in the global consumption of the plant steam. The investment needed for the two proposed heat exchangers in the network, is R$ 16.540,00. Evaluating the year total cost, that includes the annual capital cost of the exchangers, an annual reduction of R$ 114.445,00 for R$ 25.800,00 is verified corresponding to 77.5% reduction in the annual total cost after the network synthesis. The return rate for the investment proposed is only 3 months. Therefore, Pinch Analysis is confirmed to be efficient in the energetic integration of processes reaching meaningful economy results in thermal energy, contributing for the industrial processes that are more and more competitive. / No processo de fabricação de óleo de soja, o consumo de energia é extremamente alto, sendo sempre um tema de foco para criar alternativas de redução do consumo energético. Neste trabalho, realizou-se um estudo de caso de integração energética na etapa da extração de uma fábrica de óleo de soja operando com produção média de 15.000 toneladas/mês. Inicialmente avaliou-se as vazões, as temperaturas de entrada e saída e as capacidades caloríficas de todas as correntes da etapa de extração. Após esta avaliação, baseando-se no potencial de troca térmica, foram selecionadas quatro correntes, sendo duas delas denominadas de correntes quentes e outras duas denominadas de correntes frias. A primeira corrente quente (Q1), consiste em uma corrente de óleo bruto oriunda da etapa pós-separação do solvente hexano, com temperatura de entrada de 110 ºC e temperatura de saída de 80ºC. A segunda corrente quente (Q2), consiste em uma corrente de água que sai de um aquecedor com temperatura de entrada de 90ºC e vai para a estação de tratamento de efluentes, necessitando ser resfriada até 55 ºC. Essas duas correntes quentes têm um potencial de troca térmica de 262,8 kW/h. A terceira corrente, denominada de corrente fria F1, consiste em uma corrente de água que sai do decantador a 40 ºC, e entra no aquecedor para atingir a temperatura de saída de 90 ºC, onde hexano residual é evaporado. A quarta corrente, denominada de corrente fria F2, consiste em uma mistura de 70% óleo e 30% hexano com temperaturas de entrada de 60 ºC e de saída de 90 ºC. Essas duas correntes (F1 e F2) tem uma necessidade térmica para seu aquecimento de 330 kW. A metodologia de síntese adotada para a síntese da rede de trocadores de calor, devido à facilidade de aplicação e interação com o usuário, foi a Análise Pinch. No procedimento de síntese, inicialmente é construída a tabela do problema onde identificou-se o ponto de estrangulamento energético, ou ponto Pinch, obtendo-se assim as metas de consumo de utilidades para a máxima recuperação de energia. Após esta etapa, o problema foi dividido em duas regiões: abaixo e acima do Pinch, sendo realizada a síntese da rede. No caso estudado, toda a troca térmica ocorre na região acima do Pinch. Assim, após a síntese e otimização da rede, calculou-se o custo total anual. A rede proposta consiste em 2 trocadores de calor e dois aquecedores, sendo que um trocador realiza troca térmica entre a corrente Q1 (óleo bruto) e a corrente F2 (a miscela), e o segundo trocador realiza troca entre a corrente Q2 (água na saída do aquecedor) e a corrente F1 (água na saída do decantador). O aquecimento complementar para as correntes frias atingirem suas temperaturas finais, é provido pelos aquecedores já existentes na linha. A economia gerada pela redução de consumo de utilidades foi de R$ 91.000,00/ano, o que representa uma economia de consumo de vapor de 79,6%, acarretando uma redução de 5,3% do consumo global de vapor da planta. O investimento necessário para os dois trocadores de calor propostos na rede é de R$ 16.540,00, e avaliando-se o custo total anual, verifica-se uma redução de R$ 114.445,00 para R$ 25.800,00, correspondendo a uma redução de 77,5% no custo total anual, após a síntese da rede. A taxa de retorno para o investimento proposto é de apenas 3 meses. Desta forma, confirma-se a eficiência da Análise Pinch na integração energética de processos, atingindo resultados significativos de economia de energia térmica,contribuindo para processos industriais cada vez mais competitivos.

O principal objetivo deste trabalho é contribuir para o desenvolvimento de uma nova técnica de reconstrução numérica do problema de tomografia por impedância elétrica. A abordagem adotada baseia-se na minimização de um funcional de erro convenientemente definido, cujo ponto de mínimo global está relacionado com a imagem do escoamento sensoriado. Nesta formulação, o mau condicionamento se manifesta através de características topológicas dos funcionais de erro (patologia) que prejudicam o desempenho dos métodos de otimização na obtenção do mínimo. Esta abordagem tem vantagens significativas em relação às abordagens tradicionais, normalmente baseadas em hipóteses restritivas e pouco realistas como, por exemplo, considerar o campo de sensoriamento bidimensional e paralelo, além de independente do escoamento. Testes numéricos permitiram realizar estudos preliminares sobre as características topológicas do funcional de erro, necessários para a seleção de métodos de otimização passíveis de serem especializados para a solução do problema tratado neste trabalho. Nestes testes identificou-se a patologia característica do problema tratado: presença de uma região plana (inclinação virtualmente nula) circundando o mínimo global procurado. Dentre os diferentes métodos de otimização considerados, optou-se pelo desenvolvimento de uma estratégia baseada em algoritmos genéticos, devido às suas características serem melhor adaptáveis à patologia do problema em questão. O desempenho do método de otimização desenvolvido foi testado extensivamente em dois problemas básicos: a) posicionar corretamente uma inclusão de forma e contraste conhecidos e b) determinar os valores do contraste em uma sub-região do domínio de sensoriamento, no interior do qual sabe-se que existe uma inclusão. No primeiro caso, os resultados mostraram que, de fato, o algoritmo genético superou a patologia do problema e convergiu para a solução correta. No segundo caso, de dimensionalidade maior, a convergência em um tempo aceitável só pode ser alcançada com a introdução de informações à priori, seja na forma de restrições sobre o espaço de busca, seja na forma de penalidades aplicadas ao funcional de erro. / The main objective of this work is to contribute to the development of a new two-phase flow tomographic reconstruction method suited for electrical impedance tomography. The adopted approach consists in minimizing an error functional, defined so that is global minimum is related with the sensed flow image. In this formulation, the ill conditioning appears through topological features of the error functionals (pathologies) which compromises the performance of the optimization algorithms employed to determine the minimum. This approach has several important advantages over the classical ones, generally based on restrictive and unrealistic hypothesis such as the sensing field being two-dimensional, parallel and independent of the flow. Numerical simulations permitted to conduct preliminary studies about the topological features of the error functional, necessary to select possible optimization methods to be specialized to reach the solution of the problem treated in this work. The characteristic pathology of the problem was identified in these tests: the presence of a flat region (virtually null inclination) around the sought global minimum. Among the different considered methods, genetic algorithms were adopted because of their characteristics of being best adaptive to the pathologies of the current problem. The performance of the developed optimization method was tested through extensive numerical tests in two basic problems: a) to correctly place aninclusion with known shape and contrast and b) to determine the values of the contrast inside a sub-region of the sensed domain, which is known that contains the inclusion. In the first case, results show that the genetic algorithm overcame the pathologies of the problem and converged to the correct solution. In the second case, with higher dimensionality, convergence was achieved in an acceptable time only after the introduction of a priori information, either in the form of restrictions on the search space or in the form of penalties applied to the error functional.

Um experimento foi conduzido na fábrica da Alcoa Alumínio S.A., em Poços de Caldas - MG, para estudar o efeito da qualidade dos pinos anódicos e do tempo nos indicadores Perda de Voltagem Anódica e Distribuição de Corrente em cubas Söderberg. Utilizando a técnica de Análise de Variância para medições repetidas foi possível mostrar que cubas com pinos novos (cubas experiência) obtiveram uma redução estatisticamente significativa de 9,7% nos valores médios de Perda Anódica e uma melhoria de 12,6% na Distribuição de Corrente. O estudo mostrou que o fator tempo, em decorrência do processo de corrosão dos pinos, foi significativo na explicação da variação dos valores de Perda Anódica. Avaliando a expressão do coeficiente de variação, o estudo apresenta a tese de que a Distribuição de Corrente de uma cuba depende muito mais da variância da idade operacional dos pinos (estado de conservação) do que da sua vida útil. No propósito de evidenciar o comportamento dos dados ao longo do experimento, modelos de regressão, com limites naturais ou tecnológicos de crescimento, foram comparados segundo a natureza e forma da curva, se curvas "S" ou não.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2013-02-01T12:59:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoHidrometalurgicoCompostos.pdf: 2277956 bytes, checksum: ba6cbb442f19af8e164fa3c9f96bcb11 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-02-04T11:58:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoHidrometalurgicoCompostos.pdf: 2277956 bytes, checksum: ba6cbb442f19af8e164fa3c9f96bcb11 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-04T11:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoHidrometalurgicoCompostos.pdf: 2277956 bytes, checksum: ba6cbb442f19af8e164fa3c9f96bcb11 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos realizados no resíduo do processo Bayer, lama vermelha, para reciclagem desse material têm sido intensificados por suas características físico-químicas. O resíduo é constituído por inúmeros óxidos, destes se destaca o óxido de ferro em teores acima de 30% em peso e óxido de titânio em concentrações acima de 5% em peso. Este trabalho estuda a possibilidade de extrair óxido de ferro, objetivando a concentração de compostos de titânio. A extração foi realizada através do processo de calcinação da lama vermelha a 900°C seguida de lixiviação ácida com concentração de H2SO4 a 20% e 30% em volume a 60°C, 80°C e 90°C, com retirada de uma alíquota a cada 30 minutos. Durante o processo de lixiviação, foi observada extração intensa dos compostos de ferro, resultando no aumento da concentração de titânio na lama vermelha, verificado em todos os experimentos, com destaque para os que foram realizados a 90°C e H2SO4 a 30% em v/v, onde houve extração de 95% de ferro e concentração de até 14% de titânio considerando o balanço de massa global. Diante dos dados obtidos, a lama vermelha torna-se um material interessante para ser utilizado como fonte alternativa para obtenção de minerais de titânio, os quais são encontrados na natureza com um percentual em torno de 8%. / Studies performed in the Bayer process residue, red mud, for recycling this material has been intensified by their physicochemical characteristics. The residue has several oxides, these stands out the iron oxide content above 30% by weight and titanium oxide at concentrations above 5% by weight. This work studies the possibility of extracting iron oxide, aiming at concentration of titanium compounds. The extraction was carried through process of calcination of red mud at 900°C followed by acid leaching with concentration of H2SO4 at 20% and 30% by volume at 60°C, 80°C and 90°C, with removal of an aliquot every 30 minutes. During the leaching process, there was intense extraction of iron compounds, resulting in an increased concentration of titanium at the red mud. This was found in all experiments, especially those which were performed at 90°C and H2SO4 at 30% v/v, where was a extraction of 95% iron and concentration of up to 14% titanium considering the global mass balance. From the data obtained, the red mud becomes an interesting material to be used as an alternative source of minerals titanium, which are found in nature with a percentage of around 8%.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:11:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T12:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T12:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R2 próximos da unidade. / Supercritical fluid extraction of liquid and solid materials sparked interest for industrial applications in recent decades, particularly under the concept of green chemistry and biorefineries, so it is essential to make a modeling of this process in order to optimize and simulate operating conditions process. The objective of this work consists in determining the parameters of mass transfer of supercritical extraction of solid matrix by employing carbon dioxide as solvent, from kinetic data extraction and five systematic evaluation of mathematical models to describe the kinetics extraction of oils from the peel and pulp of buriti, oil from açaí and oleoresin from turmeric, measured in Supercritical Extraction Laboratory, Faculty of Chemical Engineering (UFPA) in order to contribute to the study of scale-up and production cost analysis. Were evaluated the models of Tan and Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), and Sovová (1994). The extraction kinetics modeling was performed using computer applicatives developed and validated in this work from different experimental data published in the literature. Facing 40 kinetic measurements with different extraction equipment, bed settings, types of raw materials, preparation of materials, pressure and temperature and other process parameters (especially income and global flow solvent), was built an overview of results ability of the models on the mass transfer in more different curves describing the overall extraction. Generally, the model Goto et al. (1993) and Sovová (1994) showed the best predictions to experimental data of raw materials treated in this work with smaller values of chi-square, relative errors, range and standard error and R2 values close to unity.