Cianobactérias são microrganismos capazes de produzir substâncias com potencial biológico e biotecnológico. Tais substâncias podem acarretar em malefícios, causados pelas toxinas, ou ter em sua composição substâncias benéficas como carotenoides, lipídeos e enzimas, de interesse biotecnológico. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade e prospectar componentes presentes na biomassa global da cianobactéria Microcystis aeruginosa BB005. A toxicidade foi avaliada através de bioensaios com Daphnia magna, e a biomassa seca foi caracterizada por análises dos ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAGs), determinação de carotenoides, obtenção do perfil proteico por eletroforese e hidrólise ácida de carboidratos. Também foi empregada uma metodologia de separação adsortiva por bolhas a fim de separar o pigmento ficocianina e enzimas de interesse biotecnológico (e.g. fosfatase alcalina e lipase) utilizando o sobrenadante de um cultivo. Apesar de ter sido possível quantificar a produção de toxinas pela cepa BB005, os ensaios ecotoxicológicos não permitiram estabelecer uma correlação entre a concentração de toxina e a imobilidade dos organismos. O perfil de EMAGs apresentou preponderância de PUFAs (ω-ácidos graxos) sendo que os linolenatos corresponderam a 25% do total. O teor de carotenoides encontrado durante a purificação dos lipídeos transesterificados e expresso como β-caroteno foi de 6,66 mg/g de biomassa seca. A eletroforese mostrou pelo menos 15 bandas distintas de proteínas e o perfil cromatográfico dos hidrolisados de carboidratos mostrou maior concentração do monossacarídeo glucose e de um dissacarídeo de glucose, possivelmente maltose. A separação de proteínas por espumação apresentou uma correlação direta entre fluxo de nitrogênio e a fração de espuma coletada. O fator de enriquecimento para a ficocianina foi de 41,69 utilizando fluxo de 20 mL/min de N2. Para a enzima fosfatase alcalina, os melhores resultados foram obtidos para o fluxo de 120 mL/min de N2, que apresentou fator de enriquecimento e de purificação de 5,25 e 2,85, respectivamente. Portanto, este trabalho demonstrou a importância de investigações sobre os componentes oriundos de M. aeruginosa, sobretudo dos EMAGs incomuns, a quantidade expressiva de carotenos e ainda da separação da ficobilina e de enzimas chave nos processos bioquímicos utilizando o processo por espumação. / Cyanobacteria are microorganisms able to produce substances with high biological and biotechnological potential. These substances may cause disorders because of the toxins or may be composed by beneficial substances such as carotenoids, lipids and enzymes of technological interest. Hence, the scope of the current research was centered in the toxicity evaluation or prospect the substances from the Microcystis aeruginosa cyanobacterium biomass – BB 005. Daphnia magna was used in the toxicity bioassays and the cyanobacterium dry biomass was characterized by the transesterified lipids analysis, carotenoid determination, electrophoretic profile for proteins and acid hydrolysis of polysaccharides. The foam fractionation methodology was performed to separate the phycocyanin pigment and enzymes (e.g. alkaline phosphatase and lipase), using the supernatant from a liquid culture of the cyanobacterium. Although it was possible to quantify the production of toxins by BB005 strain, the ecotoxicological tests have no establish a correlation between toxin concentration and the immobility of organism bodies.The methyl esters profile in which there was a large amount of PUFAs (ω-fatty acids) with 25% of linolenates. The carotenoid content found during the lipids transesterificaction, expressed as β – carotene, was 6.6 mg/g of dry mass. The electrophoresis indicated at least 15 distinct bands of proteins and the chromatographic profile from the native polymeric carbohydrates indicated higher concentration of monosaccharide glucose and a glucose disaccharide, possible maltose. Proteins separation through foaming showed a direct correlation between the nitrogen flow and the collected foam. The phycocianin enrichment factor was high, 41.69, at a 20 mL/min N 2 flow. While in the case of alkaline phosphatase the best result was attained in the 120 mL/min of N2 flow which lead to enrichment and purification factors equal to 5.25 and 2.85 respectively. Therefore, this research has demonstrated the importance of the investigation on compounds from the M. aeruginosa entire biomass, especially the methyl esters from less common and highly insaturated fatty acids, an expressive content of carotenoids and, furthermore, the separation of phycobillin and key- enzymes for biochemical processes, that were feasibly and primarily demonstrated in this experiment by the use of foaming procedure. / 5000

Petroleum or crude oil is a complex mixture formed by aliphatic, aromatic and naphthenic hydrocarbon, and other compounds containing sulfur, oxygen, nitrogen, and organometallic constituent complexed with nickel and vanadium. To crude oil characterization the separation by classes SARA (saturated, aromatics, resins and asphaltenes) is one of the most applied method. This method presents certain disadvantages such as excessive expense of solvents, adsorvents and lenghty analysis time. In this context, this study aims to evaluate the SARA fractionation efficiency by the conventional method and by reducing scale. In this study, it was used 7 different samples of crude oil from Carmópolis field from the Mercês and Jericó stations, provided by advanced recovery process with steam injection. The miniaturization of the SARA method has shown promise in relation to the conventional technique, meeting the criteria of the methodology and presenting recovery between 87-98%. Analysis by GC/MS contributed to confirm the efficiency of the separation of fractions by the macro and micro column through selective ion monitoring (m/z 142, 156 and 170). The relative areas for both the GC-FID and by GC-MS chromatograms showed to the fractions of macro and micro column that the fraction of saturated compounds compared with Malteno showed similar relative profiles and areas, demonstrating that the gas chromatographic system is inappropriate to the analysis of aromatic and resin fraction. However, the aromatic (15-19%) and resin fraction (14-16%), when analyzed separately, showed no relative areas equivalent to the isolated gravimetric percentage, confirming the discrimination of the chromatographic system to more polar fractions of oils. / O petróleo ou óleo bruto é uma mistura complexa formada por hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e naftênicos, além de outros compostos contendo enxofre, oxigênio, nitrogênio e constituintes organometálicos complexados com níquel e vanádio. Para a caracterização de óleos brutos, um dos métodos mais empregados é o método de separação por classes SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas e Asfaltenos). Este método apresenta algumas desvantagens, como o gasto excessivo de solventes e adsorventes, e longo tempo de análise. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência do fracionamento SARA pelo método convencional e realizar a miniaturização do procedimento. Neste estudo foram utilizadas 7 amostras de óleo bruto do Campo de Carmopólis (SE) provenientes das estações Mercês e Jericó, que foram obtidas pelo processo de recuperação avançada com injeção de vapor. A miniaturização do método SARA mostrou-se promissora em relação à técnica convencional, atendendo aos critérios da metodologia e apresentando recuperação entre 87-98%. A análise por Cromatografia Gasosa/Espectrometria de Massas (GC/MS) contribuiu para confirmar a eficiência na separação das frações pela macro e microcoluna através do monitoramento seletivos de íons (m/z 142, 156 e 170). O estudo das áreas relativas tanto por Cromatografia Gasosa com detector de Ionização por Chama (GC-FID) quanto por Cromatografia Gasosa/Espectrometria de Massa (GC-MS) mostrou para as frações da macro e microcoluna, que a fração de compostos saturados quando comparada com o malteno apresentaram perfis e áreas relativas equivalentes, demonstrando que o sistema cromatográfico a gás é inapropriado para a análise das frações aromática e resinóica. As frações aromática (15-19%) e resinóica (14-16%), quando analisadas isoladamente, não apresentaram áreas relativas dos picos equivalentes aos percentuais gravimétricos isolados, confirmando a discriminação do sistema cromatográfico para frações mais polares dos óleos.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Junqueira_TassiaLopes_M.pdf: 2287179 bytes, checksum: 791ea76c4ab924d80d0233add3519b5b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No Brasil, o bioetanol é usado para substituir a gasolina, compondo uma porcentagem desta ou sendo usado como combustível alternativo. Esta tendência de substituição dos combustíveis fósseis vem se fortalecendo em âmbito global, sendo necessárias, portanto, alternativas e propostas que viabilizem o aumento da produção de forma economicamente e ambientalmente sustentável. Neste contexto, a otimização energética do processo de separação do bioetanol visa à disponibilização de bagaço de cana-de-açúcar, usado como combustível na geração de vapor de processo, para a produção de bioetanol através do processo de hidrólise. Para tanto, inovações ao processo são essenciais e melhoramento na representação de modelos torna-se necessário para estudos e avaliações. Neste trabalho, simulações da etapa de destilação para a produção de álcool hidratado assim como da etapa de desidratação do bioetanol foram realizadas utilizando o simulador Aspen Plus®. Visando um estudo dentro de um cenário mais realista, a modelagem de estágios de não equilíbrio foi utilizada para prever o comportamento das colunas de destilação envolvidas. Além disso, o uso da correlação de Barros e Wolf para a determinação de eficiência na modelagem de estágios de equilíbrio em colunas de destilação foi avaliado. A comparação entre as modelagens de estágios de equilíbrio e não equilíbrio para as destilações convencional e extrativa indicou que a associação da correlação de eficiência de Barros e Wolf à modelagem de estágios de equilíbrio fornece predições satisfatórias tendo como referência a modelagem de estágios de não-equilíbrio. Para a destilação azeotrópica, o estudo de formação de duas fases líquidas na coluna foi realizado, indicando que os parâmetros de processo, como posição de alimentação, possuem influência significativa. O estudo da fermentação extrativa a vácuo, como configuração alternativa às etapas de fermentação e concentração, revelou seu potencial para redução do consumo de energia na etapa de destilação subseqüente, sendo uma alternativa viável para intensificação de processos / Abstract: In Brazil, bioethanol is used to replace gasoline, being a percentage of this or used as an alternative fuel. This trend of replacing fossil fuels has gained strength globally, necessitating, therefore, alternatives and proposals to enable the increase of production in an economically and environmentally sustainable way. In this context, the energy optimization of the bioethanol separation aims the provision of sugarcane bagasse, used as fuel in process steam generation, for bioethanol production through the hydrolysis process. Consequently, innovations to the process are essential and improvement in the representation of models is required for studies and evaluations. In this work, simulations of the distillation step for the production of hydrous bioethanol and the bioethanol dehydration were performed using the simulator Aspen Plus®. In order to study a more realistic scenario, nonequilibrium stage model was used to predict the behavior of the involved distillation columns. Furthermore, the use of Barros and Wolf correlation for the determination of efficiency in equilibrium stage model for distillation columns was evaluated. The comparison between equilibrium and nonequilibrium stage models for conventional and extractive distillation processes indicated that the association between Barros and Wolf efficiency correlation and equilibrium stage model provides satisfactory predictions considering the nonequilibrium stage model as reference. For azeotropic distillation, formation of two liquid phases inside the column was studied, indicating that process parameters, such as feed position, have significant influence. The study of vacuum extractive fermentation, as an alternative configuration to fermentation and concentration steps, showed its potential for reducing energy consumption in the subsequent distillation step, and it seems a viable alternative to process intensification / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlandelli_MariaClaudiaFaesdaSilva_M.pdf: 996919 bytes, checksum: d073bb0cd85fb8ae6f599f670ce42277 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os óleos vegetais estão presentes na gastronomia de diferentes culturas tornando os pratos típicos ainda mais atraentes para os nossos sentidos: olfato, visão e paladar, além de constituírem importante fonte de energia, ácidos graxos essenciais, vitaminas e antioxidantes lipossolúveis. O óleo de farelo de arroz (OFA) destaca-se entre outros óleos vegetais, sendo equiparável aos óleos de soja, milho e algodão. O OFA apresenta em sua composição um alto nível de substâncias nutracêuticas, as quais tem poderosos agentes antioxidantes eficientes na prevenção de doenças. Dentre os diversos meios conhecidos para extração de óleos vegetais, os processos mais utilizados são os físico e químico, que apresentam desvantagens em relação ao processo líquido-líquido. A desacidificação de óleos vegetais por extração líquido-líquido tem-se mostrado como um caminho alternativo na obtenção de óleos vegetais com teores aceitáveis de ácidos graxos livres. A razão para a utilização deste novo processo em relação aos processos citados, está no fato de consumir menor quantidade de energia, pois é realizado a temperatura ambiente e pressão atmosférica além de não gerar sabão e minimizar a perda do óleo neutro. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo selecionar o solvente mais eficiente na desacidificação do OFA durante o processo de extração líquido-líquido descontínuo. Tendo se em vista o estudo feito para determinação do coeficiente de partição K nos sistemas bifásicos aquosos OFA/Solvente, após análise dos resultados parece-nos lógico concluir que: o sistema OFA/Etanol, nas condições testadas foi o que apresentou a melhor separação dos ácidos graxos, tendo o menor valor de K igual a 0,07. Os resultados obtidos no presente trabalho permitiram concluir que, a partir da comparação feita entre Metanol, Etanol, Isopropanol e Propanol, o Etanol apresenta os menores valores de K portanto, melhor separação dos ácido graxos / Abstract: The vegetable oil is present in the gastronomy of different cultures,making the food even more attractive to our senses: smell,sight and taste.Besides being an important source of energy it also contains vitamins, nutraceutical compounds and antioxidant liposoluble. Rice brain oil is one of the best vegetable oil, it possesses powerful antioxidant compound thus is is very effective in preventing disease. The deacidification oil process throught liquid-liquid extraction has revealed a new way to extract the vegetable oil with an acceptable level of free fatty acid and it has advantages over the physical and chemical ones. The reason for the use of this new process in regardining to those ones, it is for the fact of optimising the waste of energy because it can be undertaken at room temperature and with atmospheric pressure (at non-especial grounds), besides this, also the liquid-liquid extraction avoid the formation of soap normally resultant from the other process, and it can minimize the loss of neutral oil. This piece of work aims to point out the importance of select the most effective solvent in the deacidification of the rice bran oil during the liquid-liquid discontinuos extraction process. This study has been done to determine the coefficient of patition K, in biphasic watery systems RBO/solvent above mentioned. The experience showed that the Ethanol pesented the best results among all solvents used to separate the free fatty acid, with K 0,07 / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Luiz Schneider.pdf: 569932 bytes, checksum: e3cef119c5d0e4b5c131836c91f0d834 (MD5) Previous issue date: 2008-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study was evaluated the adsorption capacity of phenolics compounds on activated carbon. The carbon used in this work was chemically prepared from coconut shell and presented a surface area of 1181 m2 g-1. We ve done kinetics tests, equilibrium and thermodynamics tests, and also tests to verify the influence of physics and chemicals parameters on adsorption process, using the following phenolics compounds: p cresol, m cresol, phenol and hydroquinone. The data obtained in the equilibrium tests, ambient temperature (27ºC) and natural pH (liquid solution pH) of each compound, was used to adjust the adsorption isotherms. The models used were Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth and Tempkin, being the best model that described the data, in the most of times, Redlich Peterson. The maximum quantity adsorbed of each compound followed the order: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > phenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hydroquinone (Qmáx ≈ 37 mg g-1). The kinetics tests were conducted in order to determinate the equilibrium time and verification of adsorption kinetics behavior of each compound. The equilibrium time for all compounds was 12 hours, but some of them reached the equilibrium before that time. The order of adsorption speed was: phenol (teq = 110 min) > p cresol (teq = 270 min) > m cresol (teq = 500 min) > hydroquinone (teq = 1000 min). Moreover, the kinetics data were adjusted to four models, being them: pseudo first order, pseudo - second order, intraparticle and Bangham. To phenol, the model that showed the best results was the pseudo model second order equation, to the cresols was the Bangham´s model and to the hydroquinone the pseudo second order and intraparticle. The thermodynamics tests were conducted in the following temperatures: 10, 20, 30, 40 and 50ºC and it were verified that adsorption process was exothermic and spontaneous. With thermodynamics data obtained, was possible determinate ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads and to realize the heterogeneity study of activated carbon surface area. Moreover, we did tests to evaluate the pH, carbon mass and initial compound concentration influence on adsorption process. We verified that increasing the pH, the adsorption suffers prejudiced due to compounds dissociation. Increasing the carbon mass, the compound adsorbed quantity increases too, because there are more available sites to the adsorption. And increasing the initial compound concentration, the adsorption is favored because it increases the concentration difference of compound in the fluid and the carbon surface area, besides having more molecules to be adsorbed. In a general view, it was evaluated the capacity of phenol absorption in liquid solution on activated carbon, prepared from coconut shell, justified by the recent society preoccupation about the environment, were the industrial water waste which may contain harmful compounds to it, like phenol. So the studies of more efficient and better relation cost/benefit methods, to the removal of phenol are extremely important. / Neste estudo foi avaliada a capacidade de adsorção de fenóis sobre carvão ativado. O carvão utilizado neste trabalho foi preparado quimicamente a partir do endocarpo de coco e apresentou área superficial de 1181 m2g-1. Foram realizados testes cinéticos, de equilíbrio e termodinâmicos, além de testes para verificar a influência de parâmetros físicos e químicos no processo de adsorção, utilizando os seguintes compostos fenólicos: p cresol, m cresol, fenol e hidroquinona. Os dados obtidos nos testes de equilíbrio, temperatura de 28ºC e pH natural (pH do composto em solução aquosa) de cada composto, foram utilizados para o estudo de isotermas de adsorção. Os modelos utilizados foram Freundlich, Langmuir, Redlich Peterson, Toth e Tempkin, sendo o modelo que apresentou os melhores resultados, a isoterma de Redlich Peterson. A quantidade adsorvida máxima de cada composto seguiu a seguinte ordem: p cresol (Qmáx ≈ 47 mg g-1) > m cresol (Qmáx ≈ 45 mg g-1) > fenol (Qmáx ≈ 38 mg g-1) > hidroquinona (Qmáx ≈ 37 mg g-1). Os testes cinéticos foram realizados para determinação do tempo de equilíbrio e verificação do comportamento cinético da adsorção de cada composto. A ordem de velocidade de adsorção, ou seja, o tempo para cada composto atingir o equilíbrio foi a seguinte: fenol (teq ≈ 110 min) > p cresol (teq ≈ 270 min) > m cresol (teq ≈ 500 min) > hidroquinona (teq ≈ 1000 min). Além disso os dados cinéticos foram ajustados a quatro modelos cinéticos, sendo eles: pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, intraparticula e Bangham. Para o fenol o modelo que apresentou os melhores resultados foi a equação de pseudo segunda ordem, para os cresóis foi o modelo de Bangham e para a hidroquinona o modelo de pseudo segunda ordem e intraparticula. Os testes termodinâmicos foram realizados nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50ºC e foi verificado que o processo de adsorção é exotérmico e espontâneo. Com os dados termodinâmicos obtidos, foi possível determinar as grandezas termodinâmicas ΔHºads, ΔSºads e ΔGºads e também realizar um estudo da heterogeneidade da superfície do carvão ativado. Além disso, foram realizados testes para avaliar a influência do pH, da massa de carvão e da concentração inicial do adsorbato no processo de adsorção. Foi verificado que, aumentando o pH a adsorção é prejudicada devido à dissociação dos compostos. Aumentando a massa de carvão aumenta a quantidade de adsorbato adsorvida devido ao aumento de sítios disponíveis para a adsorção. E aumentando a concentração inicial do adsorbato a adsorção também é favorecida pois aumenta a diferença de concentração do adsorbato no seio do fluido e na superfície do carvão, além de haver mais moléculas para serem adsorvidas. De um modo geral, foi estudado e avaliado a capacidade de adsorção de fenóis em solução aquosa sobre carvão ativado preparado a partir do endocarpo de coco, justificado pela recente preocupação da sociedade com o meio ambiente, onde o tratamento de efluentes industriais que contenham compostos nocivos ao ambiente, como os fenóis, tem se tornado alvo de grande preocupação, e portanto, o estudo de métodos mais eficientes e com melhor relação custo/beneficio para a remoção dos mesmos são de extrema importância.

Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:17:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morandin_MarceloLuiz_M.pdf: 6899296 bytes, checksum: 3abf17e0fd6016b0fea94b6bccdb6487 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O estudo desenvolvido têm como tema central separadores cic1ônicos gás-líquido. Mais precisamente, procura-se caracterizar experimentalmente e desenvolver um modelo que possa prever o comportamento do escoamento de líquido que se desenvolve na forma de um filme de espessura reduzida sob a ação combinada dos campos centrífugo e gravitacional de forças, sendo esta uma das principais características dos separadores ciclônicos. Para tal, utiliza-se de duas técnicas experimentais para determinação direta da espessura média do filme de líquido: sonda de condutância e ultra-som. Por meio de visualização o ângulo que o filme faz com a horizontal também é determinado experimentalmente. Uma combinação destas variáveis experimentais permite uma determinação indireta das componentes axial e tangencial da velocidade média local do filme. Um modelo é desenvolvido a partir das equações de camada limite na forma integral tomada em termos médios num sistema cilíndrico de coordenadas e sob a hipótese de escoamento axisimétrico. São realizadas comparações entre as técnicas experimentais empregadas e os dados utilizados para validar o modelo proposto / Abstract: The work is applied to the gas-liquid separator field and focus on the hydrodynamics aspects of the developing liquid film under the action of centrifugal and gravitational force fields. The main objective is to characterize experimentally the liquid film and develop a model capable to predict the average film quantities. Toward this objective two experimental techniques are employed to measure the average film thickness distribution: a conductive probe and ultrasound. AIso, using flow visualization the angle of the film with respect to the horizontal is determined. Using these two experimentally variable and the mass flow rate, the axial and tangentiallocal average film velocity is indirectly achieved. The flow modei developed is based on the integral form of the boundary layer equations in a cylindrical coordinate system and assuming axis-symmetric flow. A direct comparison between the film thickness experimental techniques is drawn as well as the model validation is conducted against the experimental data / Mestrado / Fenomenos de Transporte / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2017-11-13T18:41:52Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_aziel_alves_arruda.pdf: 1108637 bytes, checksum: 2eb8730eca87f2683055187ba96e11ca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T18:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_aziel_alves_arruda.pdf: 1108637 bytes, checksum: 2eb8730eca87f2683055187ba96e11ca (MD5) Previous issue date: 2008-01-02 / The purification of biodiesel of the production process by transesterification of oils and fats require the removal of glycerin waste. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. As calculation methodology correlations that lead to the sizing diagrams were converted into mathematical models involving significant dimensionless numbers. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. They had been simulated and analyzed the conditions of separation of the mixture biodiesel-glycerin, integrant stage of the process of production of this biofuel of separation of oils and fats, in optimized and not optimized operational conditions. The optimization strategy was the use of economic and geometric correlations, which had led to the attainment of a minimum cost. One of the stages most important of the process of production of biodiesel is of its purification. One hidrociclone of the conventional type was considered for the related stage. The used strategy for elaboration of the objective function was composed of three terms: cost of acquisition, cost of operation and the associated cost does not collect of biodiesel, all as function of the diameter of the equipment. As programs of calculations for sizing and optimization the electronic spread sheet Excel and its tool had been used to solve. The results had shown that the strategy and optimization had supplied values of not optimized sizing very next to the ones of condition, demonstrating that the same one can be used as reinforcement, at a time where the economic criteria are important justifications of investments in the improvements of the productive processes. / A purificação do biodiesel originado do processo de produção por transesterificação de óleos e gorduras requer a remoção de resíduos de glicerina. Como metodologia de cálculos correlações que dão origem a diagramas de dimensionamento foram transformados em modelos matemáticos envolvendo importantes números adimensionais. Apresenta-se uma estratégia de separação da glicerina dispersa no biodiesel utilizando um hidrociclone otimizado da família Rietema. Foram simuladas e analisadas as condições de separação da mistura biodiesel-glicerina, etapa integrante do processo de produção desse biocombustível por transesterificação de óleos e gorduras, em condições operacionais otimizadas e não otimizadas. A estratégia de otimização foi o uso de correlações econômicas e geométricas, as quais levaram à obtenção de um custo mínimo. Uma das etapas mais importante do processo de produção de biodiesel é a de sua purificação. Um hidrociclone do tipo convencional foi proposto para a referida etapa. A estratégia usada para elaboração da função objetivo foi composta de três termos: custo de aquisição, custo de operação e o custo associado a não coleta do biodiesel, todas como função do diâmetro do equipamento. Como programas de cálculos para dimensionamento e otimização foram utilizadas a planilha eletrônica Excel e sua ferramenta solver. Os resultados mostraram que a estratégia e otimização forneceram valores de dimensionamento muito próximos dos de condição não otimizadas, demonstrando que a mesma pode ser utilizada como reforço, numa época em que os critérios econômicos são importantes justificativas de investimentos nas melhorias dos processos produtivos.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-02-16T17:32:38Z No. of bitstreams: 1 rodrigo_almeida_galdino.pdf: 1745526 bytes, checksum: 6dcdee092fcba3b3b09ac36498989ac9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T17:32:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigo_almeida_galdino.pdf: 1745526 bytes, checksum: 6dcdee092fcba3b3b09ac36498989ac9 (MD5) Previous issue date: 2017-11-27 / The state of Pernambuco is becoming increasingly industrialized and diversified array, with projects in the areas of petroleum refining, petrochemical, steel, shipbuilding and offshore industry, automotive, and electrical equipment. In the current global context, where one strives for environmental preservation, the major challenge faced by these large developments has been to ensure the quality and continuous development of its processes without compromising local environmental quality. Therefore it is of paramount importance to reduce the amount and / or improve the quality of wastewater generated by various industries and their production processes. The systems of dissolved air flotation (DAF) are more compact than alternative systems in water-oil separation, and they allow the recovery of raw materials in the treatment of these industrial effluents. In this sense, the goal of this project is to develop an effective strategy for automation and process control for a type of FAD, in the treatment of oily waters. The findings demonstrate that it is possible to maintain the level of the fluid at a reference value established by the operator using the software program LabVIEW through the application of classic proportional integral derivative controllers. Using this control tool, the efficiency of water-oil separation in the pilot flotation chamber prototype was increased to nearly 98%. / O estado de Pernambuco está se tornando cada vez mais industrializado e com matriz diversificada, com empreendimentos nas áreas de refino de petróleo, petroquímica, siderurgia, indústria naval e offshore, automobilística, e de equipamentos para energia elétrica. No contexto mundial atual, onde se prima pela preservação ambiental, o grande desafio enfrentado por esses grandes empreendimentos tem sido garantir a qualidade e o desenvolvimento contínuo de seus processos, sem comprometer a qualidade ambiental local. Portanto é de suma importância reduzir a quantidade e/ou melhorar a qualidade dos efluentes gerados pelos mais diversos setores industriais e seus respectivos processos de produção. Os sistemas de flotação por ar dissolvido (FAD) são mais compactos que os sistemas alternativos na separação água-óleo, além de possibilitarem a recuperação de matéria-prima no tratamento desses efluentes industriais. Neste sentido, o objetivo deste projeto é desenvolver uma estratégia eficiente de automação e controle de nível para um processo do tipo FAD, no tratamento de águas oleosas. Os resultados obtidos demonstram que a partir da aplicação de técnicas de controladores clássicos PID, foi possível manter o nível do líquido em um valor de referência estabelecido pelo usuário a partir do software LabVIEW. Com a adoção da referida ferramenta de controle, a eficiência de separação água-óleo na câmara de flotação do protótipo piloto ficou próximo a 98 %, validando a estratégia de controle adotada.

Petróleo Brasileiro S.A. / O presente trabalho aborda aspectos sobre o tratamento de águas oleosas, através de hidrociclones, em uma planta de processamento primário de petróleo. Apresenta o hidrociclone, sua utilização pela indústria do petróleo e os fenômenos de escoamento que ocorrem no seu interior. A partir das equações da conservação de massa e da quantidade de movimento linear, fazendo-se diversas considerações simplificadoras, chega-se a uma equação diferencial para a função corrente que, após ser trabalhada, possibilita a obtenção do conjunto de equações utilizadas como modelo para o cálculo da eficiência de separação do hidrociclone. Estudam-se algumas causas que fazem com que uma gota se deforme ou quebre, em seguida observam-se quais dessas causas são aplicadas no caso do escoamento no interior do hidrociclone, e desenvolve-se um modelo simplificado para a representação do fenômeno da quebra de gotas. Calcula-se uma nova eficiência de separação, levando-se em conta o fenômeno da quebra de gotas. Toda a modelagem computacional foi feita com a utilização do software MATLAB. / The present work approaches aspects of oily water treatment, by using hydrocyclones, in a petroleum primary processing plant. It shows the hydrocyclone, its utilization in the petroleum industry and the flow phenomena occurring within it. Starting from the mass conservation and linear momentum conservation equations, assuming some hypothesis, one writes a differential equation for the stream function that, after some work, provides a set of equations suited to use as a model for calculating the hydrocyclone separation efficiency. Some causes of the deforming and break-up of droplets are studied. Afterwards, it is investigated which of these causes apply to the flow inside of the hydrocyclone and, finally, a simple model representative of the droplet break-up phenomenon is developed. A new separation efficiency is calculated, considering the droplet break-up phenomenon. All the computational modeling was done using software MATLAB.

Petróleo Brasileiro S.A. / O presente trabalho aborda aspectos sobre o tratamento de águas oleosas, através de hidrociclones, em uma planta de processamento primário de petróleo. Apresenta o hidrociclone, sua utilização pela indústria do petróleo e os fenômenos de escoamento que ocorrem no seu interior. A partir das equações da conservação de massa e da quantidade de movimento linear, fazendo-se diversas considerações simplificadoras, chega-se a uma equação diferencial para a função corrente que, após ser trabalhada, possibilita a obtenção do conjunto de equações utilizadas como modelo para o cálculo da eficiência de separação do hidrociclone. Estudam-se algumas causas que fazem com que uma gota se deforme ou quebre, em seguida observam-se quais dessas causas são aplicadas no caso do escoamento no interior do hidrociclone, e desenvolve-se um modelo simplificado para a representação do fenômeno da quebra de gotas. Calcula-se uma nova eficiência de separação, levando-se em conta o fenômeno da quebra de gotas. Toda a modelagem computacional foi feita com a utilização do software MATLAB. / The present work approaches aspects of oily water treatment, by using hydrocyclones, in a petroleum primary processing plant. It shows the hydrocyclone, its utilization in the petroleum industry and the flow phenomena occurring within it. Starting from the mass conservation and linear momentum conservation equations, assuming some hypothesis, one writes a differential equation for the stream function that, after some work, provides a set of equations suited to use as a model for calculating the hydrocyclone separation efficiency. Some causes of the deforming and break-up of droplets are studied. Afterwards, it is investigated which of these causes apply to the flow inside of the hydrocyclone and, finally, a simple model representative of the droplet break-up phenomenon is developed. A new separation efficiency is calculated, considering the droplet break-up phenomenon. All the computational modeling was done using software MATLAB.