Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perna_RafaelFirmani_M.pdf: 5058153 bytes, checksum: 4dda3e93c531c037f99cf72569d68ec3 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo da separação e concentração do biossurfactante surfactina, sintetizado por fermentação através da bactéria Bacillus subtilis, utilizando-se o processo de fracionamento em coluna de bolhas e espuma, operada de modo semi-batelada, a fim de se otimizar o enriquecimento e a recuperação do bioproduto. O processo envolve a injeção de gás nitrogênio nas vazões de 20, 40 e 60 mL/min pela base da coluna de líquido que contém a solução de surfactina pH 7,0 nas concentrações iniciais de 240, 400 e 700 mg/L. O gás ascende na forma de bolhas e, durante o seu trajeto, moléculas de surfactina são adsorvidas na interface gás-líquido, devido às suas características anfifílicas. No topo da coluna de bolhas, forma-se uma coluna de espuma concentrada no biossurfactante adsorvido que, então, pode ser recuperado pela remoção e rompimento mecânico da espuma. Valores de enriquecimento e recuperação de surfactina foram determinados para diferentes condições experimentais. Os valores médios de enriquecimento ficaram entre 1,9 a 52,5 vezes, enquanto que a recuperação total de surfactina variou de 80,5 a 98,3 %. O maior valor de enriquecimento foi alcançado para soluções diluídas de surfactina operando a coluna a baixa vazão de gás e com temperatura relativamente elevada. Os resultados indicaram que o processo que utiliza coluna de bolhas e espuma se mostra promissor na etapa de concentração do biossurfactante. Foram obtidas as isotermas de Gibbs para a surfactina nas temperaturas de 15, 25 e 35 °C e ajustadas de acordo com o modelo de isoterma de adsorção de Langmuir. A aplicação da análise de variância mostrou que o modelo se ajustou satisfatoriamente aos resultados experimentais e a equação que o descreve apresentou significância estatística. Portanto, as moléculas do biossurfactante foram adsorvidas em monocamadas na interface gás-líquido. Desenvolveu-se, também, um modelo matemático para os fenômenos de convecção, difusão e equilíbrio, que foi aplicado para simular as curvas de depleção para a surfactina. O modelo representou satisfatoriamente os resultados experimentais quando comparados aos resultados simulados / Abstract: Foam fractionation of biosurfactant surfactin solutions obtained from fermentation with Bacillus subtilis bacteria was experimentally studied. A bubble and foam column system was mounted and operated in a semi-batch mode aiming at to optimize the concentration enrichment and the recovery of the bioproduct. The process involves the injection of gaseous nitrogen through a sparger in the basis of the column containing the surfactin liquid solutions. Gas flow rates of 20, 40 and 60 mL/min and initial concentrations of 240, 400 and 700 mg/L were used in the experimental runs. Temperatures of 15, 25 and 35 °C were used in the experiments. With the bubbles ascending in the column, a convection phenomena is produced from the liquid to the gas and due the amphiphilic property of the surfactant, solute molecules are adsorbed at the gas-liquid interface of the bubbles. A foam column on the top of the liquid column is also formed and after drainage phenomena and a break procedure of the foam, a surfactant concentrated solution is obtained. Surfactin enrichment and recovery from the initial solution were determined for several experimental conditions. Average values for the enrichment are in the range of 1,9 to 52,5 times and recovery are in the range from 80,5 to 98,3 %. The higher values of enrichment are got with diluted solutions runs operated at low gas flow rates and higher temperatures. The results indicates this process as very promising in the concentration of surfactin solutions. Using Gibbs adsorption theory for the gas-liquid interface, gas-liquid isotherms were obtained in the temperatures of 15, 25 and 35 °C and adjusted by the Langmuir model. A variance analysis from experimental planning was performed and showed a good agreement with experimental results. A mathematical modeling for the convection, adsorption and equilibrium represented satisfactorily the depletion curves in the bubble column / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_DayanadeGusmao_D.pdf: 2154026 bytes, checksum: e32b975351a41b8db49a6edaf30ad20d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Para a evolução da ciência e melhoramento na qualidade de vida, o uso da tecnologia é imprescindível para solucionar os problemas relacionados com o uso desenfreado dos recursos naturais e poluição ambiental. A substituição de recursos não renováveis tem se apresentado como uma solução alternativa, na qual uma nova rota para a produção de ácido propanóico está inserida nesses preceitos. Atualmente a larga escala de produção do ácido propanóico advém da rota petroquímica, e a utilização da glicerina para a produção de ácidos orgânicos se tornou uma alternativa para amenizar os danos sensíveis ao meio ambiente. No entanto, a tese apresentada retrata de uma alternativa de síntese do ácido propanóico por rota fermentativa, neste são apresentadas as etapas do processo, desde a matéria-prima ao produto final. Neste âmbito surgem os estudos de análise e seleção do meio de cultura apresentando o direcionamento na escolha de alguns sais, do extrato de levedura e da concentração de glicerina em relação ao rendimento, eficiência e conversão em ácido propanóico, nesse estudo foi possível obter um rendimento de 80% na produção do ácido propanóico, uma eficiência de 99 % e conversão de 67 % para as concentrações de 20 g/L para a glicerina, 15 g/L para o extrato de levedura, 3 g/L para o NH4H2PO4 (g/L) e 1 g/L de KH2PO4 (g/L); o desenvolvimento de um processo inovador e de alto potencial industrial que foi realizado através de um processo de fermentação anaeróbica parcial na qual houve um consumo total do reagente alimentado e 100% de rendimento, obtendo como produto final da fermentação o ácido propanóico e o ácido succínico, quando comparada com a fermentação convencional no qual foi obtido apenas o ácido propanóico e apresentado resíduo no final do processo, o substrato; o estudo da influência do efeito combinado da concentração de ácido propanóico e da temperatura no processo fermentativo em que foi possível obter de 83 a 97 % de rendimento e uma conversão de 100% utilizando a temperatura de 30 ºC; a escolha do modelo e estimativa dos parâmetros cinéticos em função da temperatura, onde os parâmetros cinéticos foram calculados para o modelo não estruturado e não segregado através do método de otimização por algoritmo genético obtendo uma maior reprodutibilidade para as faixas de estudo; e a separação do ácido propanóico do meio fermentado utilizando um sistema evaporativo através do destilador molecular, neste o meio fermentado obtido foi facilmente separado através do pré-tratamento por separação sólido-líquido e obtida a separação do ácido propanóico dos demais componentes do meio fermentado no condensador externo na pressão de 100 mbar e temperatura de 130 °C / Abstract: For the evolution of science and improvement in quality of life, the use of technology is essential to solve the problems related to the rampant use of natural resources and environmental pollution. The substitution of non-renewable resources has emerged as an alternative solution, in which a new route for the production of propionic acid is inserted in these precepts. Today the large scale production propionic acid comes from petrochemical route, and the use of glycerin to produce organic acids has become an alternative to mitigate the environmentally sensitive damages that are a priori, a requirement for actually possible remain competitive in the market. However, the thesis presented portrays an alternative synthesis of propionic acid by fermentative route, this are the steps of the process, from raw material to finished product. In this context the study of analysis and selection of culture media presenting the guidance in the choice of some salts, yeast extract and glycerin concentration in relation to the performance, efficiency and conversion in propionic acid, this study arise was possible to obtain a yield 80% propionic acid in the production of an efficiency of 99% and 67% conversion for the concentration of 20 g / L glycerin, 15 g / L of yeast extract, 3 g/L NH4H2PO4 to (g/L) and 1 g / L of KH2PO4 (g/L); the development of a novel and high potential industry process was carried out through a process of anaerobic fermentation part in which there was complete consumption of the supplied reagent and 100% yield, obtained as an end product of fermentation propionic acid and succinic acid compared with conventional fermentation in which was only obtained propionic acid and the residue submitted at the end of the process the substrate; the study of the influence of the combined effect of concentration and temperature propionic acid in the fermentation process it was possible to obtain 83-97% conversion and a yield of 100% using a temperature of 30 °C; the choice of the model and estimation of kinetic parameters depending on the temperature, where the kinetic parameters were calculated for the model unstructured and not segregation by the method of optimization by a genetic algorithm for obtaining greater reproducibility study tracks; and separating propionic acid fermentation broth using an evaporative system through the molecular still, in the fermentation medium was readily obtained by separate treatment by solid-liquid separation and separation of the obtained propionic acid from the other components of the fermentation broth external condenser at a pressure of 100 mbar and temperature of 130 °C / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientadores: Maria Aparecida Silva, Luís Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_Eduardode_M.pdf: 3652452 bytes, checksum: 3c96199687c9d6dce654909d2b6c1ee7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Visando propor alternativas ao tratamento físico do bagaço de cana-de-açúcar destinado a processos de conversão de energia, analisou-se o desempenho de um equipamento desenvolvido na Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri / Unicamp), o qual permite a contínua separação das partículas de bagaço, consumindo menos energia do que outras formas de obtenção de partículas de diferentes tamanhos, como moagem, corte ou combinação destes. O equipamento classificador pneumático tem seu princípio de funcionamento baseado em teorias da fluidodinâmica. Basicamente, este separa o bagaço em três frações distintas, denominadas fina, média e grossa, de acordo com o as dimensões de suas partículas, através do arraste destas em uma coluna de ar. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência do tamanho de partícula de bagaço na conversão de celulose em glicose por meio da hidrólise enzimática, tendo sido submetidas amostras de bagaço integral moído e de frações de bagaço; as frações fina e média do modo como haviam sido classificadas enquanto as amostras da fração grossa foram moídas. Para os experimentos de classificação pneumática foi desenhada uma matriz experimental 2² fatorial variando-se a taxa de alimentação de bagaço e a vazão de ar na coluna de classificação. Os melhores resultados obtidos para hidrólise enzimática ocorreram para as frações finas classificadas, embora estas apresentassem diâmetros médios de partículas superiores aos do bagaço moído. O melhor resultado foi obtido quando os fatores utilizados foram taxa de alimentação de 15 kg/h e a vazão de ar 110 m³/h, com tal fração representando 36,74% da massa do bagaço classificado, com diâmetro médio geométrico de partícula de 0,437 milímetros, e conversão de celulose em glicose de 64,11% após 72 horas de hidrólise (Enzimas: cellulase NS 50013, 15 FPU/g de matéria seca, e ?-glucosidase NS 50010, 50 UI/g de matéria seca; 2% de sólidos; temperatura: 47 °C; pH: 5,0). Tais resultados indicam que a composição e estrutura da partícula são fatores mais importantes do que suas dimensões / Abstract: Aiming to propose alternatives to the physical pretreatment of the sugarcane bagasse for energy conversion processes it was analyzed the performance of a device developed at the School of Agricultural Engineering (Feagri / Unicamp), which allows the continuous separation of particles of bagasse, consuming less energy than other ways of obtaining particles of different sizes as milling, grinding and chipping or a combination of these. The pneumatic classifier equipment has its operation principle based on fluid dynamics theories. Basically, the bagasse is dragged within an air column where it is separated in three different fractions, called fine, medium and coarse, according to the particle sizes. The scope of this study was to evaluate the influence of particle size of the bagasse on the enzymatic hydrolysis yields, thus samples of milled integral bagasse and bagasse fractions were subjected to hydrolysis; fine and medium fractions as they had been classified while coarse fractions were previously milled. For experiments of pneumatic classification it was designed an experimental matrix 2² factorial by varying the bagasse feed rate and the air flow in the classification column. The best results for enzymatic hydrolysis occurred for classified fine fractions even showing an average diameter of particles higher than the milled bagasse. The best one was obtained when the used parameters were feed rate of 15 kg/h and air flow of 110 m³/h, with this fraction representing 36.74% of the classified bagasse mass with geometric mean particle diameter of the 0.437 mm, and conversion of cellulose to glucose of 64.11% after 72 hours of hydrolysis (Enzymes: NS 50013 cellulase, Novozymes, 15 FPU/g of dry matter, and ?-glucosidase 50 010 NS, Novozymes, 50 IU/g of dry matter; 2% of solids; temperature: 47 °C; pH: 5,0). These results indicate that the particles composition and structure are more important factors than its size / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores : Marco Aurelio Cremasco, Jose Otavio Brito / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T09:53:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_NazarenodePina_M.pdf: 4923801 bytes, checksum: ad024fe64f09d5c59da2013d23925fb1 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Eucalyptus citriodora é uma árvore que apresenta múltiplos usos, podendo sua madeira ser utilizada na indústria de papel e de suas folhas, extrair um óleo essencial de fácil colocação no mercado. Esta espécie fornece um óleo essencial, de odor extremamente agradável, rico em citronelal (70-85%), aldeído que pode ser usado diretamente como inseticida e bactericida, bem como, pode ser utilizado na síntese de fármacos e na indústria de perfumaria. Os produtos de transformação a partir do citronelal têm apreciável valor comercial, como: artemisinina e hidroxicitronelal. Entretanto, um dos problemas que afetam o processamento associado à extração do óleo essencial contido nas folhas, diz respeito ao conteúdo de umidade nelas presente, pois o excesso de água ocasiona o ataque de fungos e, conseqüentemente, a perda das propriedades inerentes ao óleo. Em tal situação, recomenda-se a secagem das folhas, a qual é realizada, normalmente, expondo-as a ação solar. Porém, durante a secagem, etapa que antecede a extração, podem ocorrer problemas como a diminuição do rendimento do óleo essencial e alteração no teor de seu componente principal. Neste trabalho são realizados ensaios experimentais com o objetivo de verificar a influência das variáveis do processo de secagem: temperatura do ar de secagem (60, 70 e 80°C), carga de material (150; 200 e 250 g), velocidade do ar de secagem (4,26; 6,05 e 7,43 crn/s) e tempo de secagem (30, 60 e 90 min) Foi verificado que teor de citronelal adimensional pode ser estimado por modelo polinomial de primeira ordem, como função da velocidade do ar de secagem, tempo de secagem e pela combinação binária da temperatura e tempo de secagem, e velocidade e tempo de secagem. Além disso, o rendimento em óleo essencial e a temperatura final das folhas não foram influenciados pelas variáveis do processo de secagem utilizadas neste trabalho. Finalmente, o secador convectivo de leito fixo utilizado neste trabalho produziu um rendimento maior de óleo essencial com teores de citronelal competitivos a níveis de mercado / Abstract: Eucalyptus citriodora is a tree that presents multiple uses, being able its wood to be used in the paper industry and of its leaves, to extract an essential oil of easy placement in the market. This species supplies an essential oil, of extremely pleasant scent, rich in citronellal (70-85%), aldehyde that can be used directly as insecticide and bactericide, as well as, it can be used in the drug synthesis and in the perfumery industry. Both transformation products starting from the citronellal have appreciable commercial value, as: artemisinin and hidroxicitronella!. However, one of the problems that affect the processing associated to the extraction of the essential oil contained in the leaves, it concerns the humidity content in them present, because water excess cause the attack of microorganisms and, consequently, the loss of the inherent properties to the oi!. In such situation, the drying of the leaves is recommended, which -15 accomplished, usually, exposing them the solar action. However, during the drying, stage that precedes the extraction, they can happen problems as the decrease of the yield in essential oil and alteration in the content of your principal component. In this work are accomplished experimental tests with the objective of verifying of the variables of the drying process: drying air temperature (60, 70 and 80°C), materialload (150, 200 e 250 g), drying air speed (4,25; 6,05 and 7,43 crn/s) and drying time (30, 60 and 90 min). It was verified that adimensionless citronellal content can be estimated by a first polinomial model, as function of the drying temperature and air drying velocity and the binary combination of the drying temperature and time, and drying velocity and time. Moreover, the essential oil yield wasn't influenced by the conditions used in this work. Finally, the fixed bed convective dryer has carried to a larger oil yield with citronellal content commercially competitive / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T00:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ligero_ElianaLuci_D.pdf: 9703979 bytes, checksum: 40e23491829a8944f02860d5215c525f (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: : Uma técnica amplamente utilizada na produção de etanol é a destilação azeotrópica benzeno, cuja propriedade cancerígena é bastante conhecida. Um processo alternativo, ecologicamente viável, é a destilação extrativa salina. O emprego de um sal solúvel na desidratação do etanol possibilita uma redução no consumo energético, além de produzir um etanol livre do agente de separação. Uma etapa importante na produção de etanol anidro através da destilação extrativa salina é a recuperação do sal para posterior reutilização na coluna de destilação. Dois fluxogramas de processos foram propostos para a produção de etanol anidro através da destilação extrativa com acetato de potássio, os quais diferem basicamente na etapa de produção do etanol. Em um dos processo, a alimentação aquosa diluída de etanol é submetida diretamente à destilação extrativa com acetato de potássio, sendo que a recuperação do sal é realizada num sistema de evaporação de múltiplo efeito e numa câmara de secagem ¿spray¿. No segundo processo, a alimentação de etanol é submetida à pré-concentração numa coluna de destilação sem sal e posteriormente submetida à destilação salina, sendo que a recuperação do acetato de potássio é realizada unicamente numa câmara de secagem ¿spray¿. Os equipamentos utilizados nos processo foram simulados individualmente e conectados entre si para a simulação global da planta... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: One technique has been used largely in production of anhydrous ethanol is azeotropic distillation with benzene, which carcinogenic properties are well-known. An alternative process, ecologically viable, is extractive distillation by salt effect. The use of a soluble salt in dehydration of ethanol allows a reduction in energy requirement, besides producing en ethanol free of separating agent. An important stage in the production of anhydrous ethanol by extractive distillation with salt is the salt recovery to be reused in the distillation column. Two process flowsheets were proposed to the production of anhydrous ethanol by extractive distillation with potassium acetate, which differ basically in ethanol production stage. In one of these processes, the aqueous dilute ethanol feed is submitted directly to extractive distillation with potassium acetate and the recuperation of the salt is realized in a multiple effect evaporation system and in a spray dryer. In the other process, the ethanol feed is submitted to preconcentration in a distillation column free of salt and afterwads submitted to salt distillation and the recuperation of the potassium acetate is realized solely in a spray dryer. The equipament utilized in processes were simulated individually and connected among themselves in order to proceed the global simulation of the plant... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T05:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_CarolineVieira_D.pdf: 3183194 bytes, checksum: f2a1cb206fded5b0573c8a68c4578d34 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Fases Estacionárias Quirais (FEQs) têm-se mostrado eficientes na resolução de racematos. O Rolipram, (mais ou menos)-4-(3-(ciclopentiloxi)-4-metoxifenil)-2-pirrolidinona, é um antidepressivo que tem apresentado importantes propriedades farmacológicas. A purificação do Rolipram na FEQ tris(3,5-dimetilfenilcarbamato) de celulose adsorvida em sílica através da cromatografia contínua de Leito Móvel Simulado (LSM) foi o objetivo principal deste trabalho. A FEQ foi sintetizada e suas propriedades foram determinadas por análises físicas e químicas. Através de experimentos de adsorção em coluna forma determinados a influência da temperatura sobre o fator de separação ('alfa¿), as isotermas competitivas da adsorção da mistura racêmica e os parâmetros cinéticos e de equilíbrio da separação do N-Boc-Rolipram na FEQ sintetizada. Os experimentos realizados na unidade LSM foram feitos, sob condições diluídas, á temperatura ambiente. O N-Boc-Rolipram foi separado na FEQ sintetizada através do processo cromatográfico contínuo de LMS. As constantes de adsorção de Henry são discutidas e revelam um fator de separação da ordem de 1,20. AS medidas de pureza e excesso enantiomérico das correntes se extrato e refinado forma determinadas. As analises físicas e químicas da FEQ sintetizada revelam boa concordância com os valores teóricos. Efeitos da temperatura sobre o fator de separação mostram que o processo de adsorção é entalpicamente controlado. Ambos os enantiômeros precisam ser realizados par uma melhor compreensão do processo de adsorção. Os parâmetros de equilíbrio e cinética revelam o bom desempenho da FEQ sintetizada na separação dos enantiômeros principalmente o R-Boc-Rolipram / Abstract: Chiral stationary phases (CSPs) have shown efficiency in racemate purification. Rolipram, (mais ou menos)-4-(3-(cyclopentyloxy)-4-methoxyphenyl)- pyrrolidin-2-one, is an antidepressant with significant pharmacological properties. The main objective of this work was Rolipram purification in the Chiral Stationary Phase tris(3,5-dimethylphenylcarbamoyl) cellulose supported on silica by Simulated Moving Bed continuous chromatography. CSP was synthesized and its properties were determined by physical and chemical analysis. Kinetics and equilibrium parameters of the N-Boc-Rolipram, effect of the temperature on the separation factor (a) and competitive isotherms of the racemic mixture were evaluated by adsorption experiments with columns packed with the synthesized CSP. The experiments in the 5MB unit were carried out under diluted conditions at room temperature. The N-Boc-Rolipram racemate was separated on the synthesized CSP by the 5MB continuous chromatographic processoHenry constants are discussed and reveal Selectivity elose to 1,20. Purity and enantiomeric excess of extract and raffinate streams were determined. Chemicals and physicals analyses of the CSP obtained find good agreement with theoretical results. The effects of the temperature on the separation factor show that adsorption process is controlled by the enthalpy. Both enantiomers adsorb similarly on the synthesized CSP, but detailed studies need to be making for a good understanding of the adsorption processoKinetics and equilibrium parameters show good performance of the synthesized CSP to separate the enantiomers, mainly R-Boc-Rolipram racemate / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T19:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lavezo_AnaElisa_M.pdf: 1136570 bytes, checksum: e8e9754aa79e23bced02a8fa2d543e4c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A separação de misturas gasosas é efetuada com o objetivo de obter um ou mais dos constituintes na forma altamente puros. Existem quatro métodos principais aplicados para a separação de gases: absorção, adsorção, destilação criogênia e membranas. A economia do processo determinará qual desses métodos é usado para alguma aplicação particular (Scott, 1995). A era moderna das membranas de separação de gases foi introduzída após 1980, quando as membranas poliméricas se tomaram economicamente viáveis (Robeson, 1999).Atualmente a separação baseada em membranas é utilizada largamente em escala industrial para produção de nitrogênio de alta pureza a partir do ar, tendo importante aplicação na inertização do ambiente para conservação de frutas e vegetais, reatores químicos e produção de NH3, assim como para segurança na operação com líquidos inflamáveis (Spillman, 1989). O objetivo deste trabalho é a otimização do custo total do processo de separação de misturas gasosas multicomponentes utilizando membrana de fibra oca. A otimização foi realizada utilizando o método "Constrained Rosenbrock (Hill AIgorithm)", para obter um produto final com alta qualidade e com um custo total minimizado. Para a otimização do custo total do processo são necessários os seguintes dados fornecidos pelo programa de Caramello (2002): pressão do permeado e da alimentação, taxa de fluxo do lado do alimentado, pureza e recuperação. A equação do custo total utilizada consiste em custo de instalação e custo operacional, ou seja, o custo total é o custo do módulo de permeação, custo de substituição da membrana (assumindo-se a vida útil da membrana a cada 3 anos), custo da energia elétrica e o custo de instalação do compressor.Otimizaram-se primeiramente dois parâmetros, número de cartuchos de membrana de fibra oca (QM) e pressão de alimentação (pt), em seguida fixou-se o número de cartuchos de membrana de fibra oca e foi otimizada a pressão de alimentação verificando se assim para cada análise o custo total otimizado para as seguintes purezas: 85%, 90%, 95% e 99% / Abstract: The separation of gas mixtures is made under the objective of obtaining one or more representatives in the highly pure form. Four methods can be used in gas separation: absorption, adsorption, distillation cryogenics and membranes. The economy of the process will determine which method will be used in a specific application (Scott, 1995). The modem era of gas-separation membrane was introduced in the early 1980s, when polymeric membranes became economically viable. (Robeson, 1999). Nowadays, membranes separation is used wide in industrial scale for the production of nitrogen in a high purity level from the air. This is an essential method for the inertization of the atmosphere air for fruits and vegetables storage, quimicos reactors and production of NH 3, as well as for safety when operating inflammable liquids (Spillman, 1989). The objective of this work is to optimization the cost related to the process of separation of multicomponents gas mixtures using membrane of hollow fiber. The optimization was made using "Constrained Rosenbrock (Hill Algorithm)", in order to obtain a high quality product with a reduced cost. For the process cost optimization the following data supplied for the program of Caramello (2002) is needed: feeding and permeated pressure, flow tax next to the feeder, purity and recovery. The equation of the cost used consists of: installation cost and operational cost. The total cost consists of the permeation module cost, the membrane substitution cost (assuming it useful life of the membrane to each 3 years), the electricity cost and finally the cost of the compressor installation. One first optimized two parameters: amount of membranes (QM) and pressure of feeding (P / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-08T17:52:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 731558 bytes, checksum: cfe19bacf0384ae48f5309c76dfb3718 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T17:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 731558 bytes, checksum: cfe19bacf0384ae48f5309c76dfb3718 (MD5) Previous issue date: 2015-12-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi estudar a partição dos íons metálicos Hg(II), Fe(III), Co(II) e Ni(II) utilizando novos sistemas aquosos bifásicos (SABs). Para estudar o comportamento de extração do Hg(II) foram utilizados os SABs constituídos por PEO1500 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O, PEO1500 + Na 2 SO 4 + H 2 O, L35 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O, L35 + Na 2 SO 4 + H 2 O e L64 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O. A influência da composição do SAB e a presença de íons cloreto, assim como o efeito do eletrólito, pH, comprimento da linha de amarração (CLA) do SAB na porcentagem de extração (%E) foram investigados. O íon Hg(II) foi extraído quantitativamente para a fase rica em macromolécula utilizando o SAB constituído por PEO1500 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O em pH = 1,00 e 0,225 mol kg -1 do extratante KCl mesmo na presença dos concomitantes Fe(III), Co(II), Cr(III), Zn(II), Cd(II), Cu(II), Ni(II) e Pb(II). Este sistema foi utilizado para separação do Hg(II) presente em amostras de bateria, resíduos de indústria de cloro-soda e lâmpadas fluorescentes com %E metálicos Fe(III), L64 + NaSCN + H 2 O, (92,3 ± 5,2) %. O comportamento de extração dos íons Co(II) e Ni(II) foram estudados L64 + KSCN + H 2 O, aplicando os SABs L64 + NH 4 SCN + H 2 O, F68 + KSCN + H 2 O sem a utilização de extratantes. Os efeitos da composição do SAB, pH, natureza do eletrólito, concentração do metal, o balanço hidrofóbico/hidrofílico e o tamanho da macromolécula foram avaliados. Sendo a separação dos íons metálicos influenciada pelo pH do meio e o tamanho da macromolécula. Utilizando o SAB L64 + NH 4 SCN + H 2 O no CLA 28,93 % (m/m) em pH 3,00 foi possível separar Co(II) de Ni(II) e em pH = 6,00, Ni(II) de Fe(III). Em pH = 12,0, o Fe(III) pode ser separado de Co(II) e Ni(II) devido a formação de Fe(OH) 3 que é insolúvel no meio. / The objective of this work was study the partition of the metal ions Hg(II), Fe(III), Co(II) and Ni(II) using new aqueous two-phase systems (ATPS). TostudytheextractionbehaviorofHg(II), ATPSconsistingPEO1500 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O, PEO1500 + Na 2 SO 4 + H 2 O, L35 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O, L35 + Na 2 SO 4 + H 2 O e L64 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 Owereused. The influence of ATPS composition and the presence of chloride ions, as well as the effect of the electrolyte, pH, tie-line length (TLL) of the ATPSin the percentage of extraction (%E) were investigated. The ion Hg(II) was quantitatively extracted into the macromolecule-rich phase using ATPS comprisingPEO1500 + Na 3 C 6 H 5 O 7 + H 2 O at pH = 1.00 and 0.225 mol kg - KClextractant even in the presence of concomitant Fe(III), Co(II), Cr(III), Zn(II), Cd(II), Cu(II), Ni(II) andPb(II). This system was used for separation of the Hg(II) present in battery, chlor-alkali industry residues, and fluorescent lamps samples with %E (92.3 ± 5.2) %. The extraction behavior of metal ions Fe(III), Co(II) and Ni(II) were studied by applying the ATPSL64 + NaSCN + H 2 O, L64 + KSCN + H 2 O, L64 + NH 4 SCN + H 2 O, F68 + KSCN + H 2 O without the use of extractants.The effects of the composition of ATPS, pH, electrolyte nature, metal concentration, the hydrophobic/hydrophilic balance and size of the macromolecule were evaluated. Since the separation of metal ions influenced by the pH and the size of the macromolecule. Using ATPSL64 + NH 4 SCN + H 2 O inTLL 28.93 % (m/m) at pH 3.00 was possible to separate Co(II) and Ni(II) and at pH 6.00, Ni(II) of the Fe(III). At pH = 12.0, Fe(III) may be separated from Co(II) and Ni(II) due to the formation of Fe(OH) 3 which is insoluble at medium pH.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-04T17:57:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 429118 bytes, checksum: e4ab6fe5bf0178dbe3dcaea1c75c05ca (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:57:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 429118 bytes, checksum: e4ab6fe5bf0178dbe3dcaea1c75c05ca (MD5) Previous issue date: 2004-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foram estudados os dados de equilíbrio de fases de sistemas aquosos bifásicos compostos por L35 + fosfato de potássio e F68 + fosfato e potássio. Foram estudados os efeitos da variação de temperatura (10 ° 25 ° e 40 ° e da massa molar dos copolímeros sobre os dados de C, C C) equilíbrio. A influência da variação de temperatura é mais intensa sobre a inclinação da tie-line (linha de amarração) do que sobre a posição da binodal e este efeito é maior para L35 do que para F68. A influência da massa molar sobre o comportamento dos diagramas de fase para os copolímeros F68 e L35 foi compensado pelos efeitos associados à hidrofobicidade das macromoléculas. A influência da mudança de pH (7 e 12) sobre o equilíbrio de fases dos sistemas L35 + fosfato de potássio + água e L35 + fosfato de potássio/hidróxido de potássio também foi estudado. Aumentando-se o pH, a curva binodal deslocou-se para concentrações de fosfato e copolímero mais altas correspondentes a uma diminuição na região bifásica de coexistência. A partição de proteínas do soro de queijo tais como albumina de soro bovino (BSA) e β-lactoglobulina (β-Lg) foi feita em sistemas aquosos bifásicos (SABs) consistindo de copolímeros blocos L35 e F68 formados por micelas. Esses copolímeros são membros da família PEO-PPO-PEO, onde PEO é poli(óxido de etileno) e PPO é poli(óxido de propileno). Dois diferentes sistemas aquosos bifásicos (SABs) foram usados: um preparado com L35-fosfato-água e o outro formado por F68-fosfato-água, ambos em pH 7. Os experimentos foram feitos a 10, 25 e 40 ° As influências da natureza dos copolímeros triblocos, massa C. molar, temperatura e do comprimento da linha de amarração sobre a partição foram investigadas. Ambas proteínas particionaram para a fase de fosfato, mais hidrofílica e um fraco efeito da temperatura sobre os valores de coeficiente de partição foi observado. Os dados observados experimentalmente foram analisados usando um modelo simples derivado da teoria de Flory- Huggins por Johansson et al. Os resultados de particionamento foram discutidos em termos de contribuições entrópicas e entálpicas. A força entrópica predominou no comportamento de particionamento dessas proteínas, de maneira semelhante ao que ocorre em sistemas PEO − fosfato. / This work reports on a phase equilibrium study of aqueous two-phase systems composed by L35 + potassium phosphate, and F68 + potassium phosphate. The effects of changes in temperature (10 ° 25 ° and 40 ° C, C, C) and copolymer molar mass on data equilibrium were studied. The influence of temperature variation on the tie-line slope is more intense than that on the binodal position, and it is higher for L35 than for F68. The influence of molar mass on the behavior of the phase diagrams of both copolymers was compensated by effects associated to macromolecule hydrophobicity. It was also studied the influence of changes in salt pH (7 and 12) on the phase equilibrium of systems L35 + potassium, phosphate + water, and L35 + potassium phosphate/potassium hydroxide + water. As pH increased, the binodal curve shifted to higher copolymer and phosphate concentrations with the decrease in the two-phase coexistence region. Protein partitioning from cheese whey such as bovine serum albumin (BSA) and β-lactoglobulin (β-Lg) was made in aqueous two-phase systems (ATPS) consisting of micelle-forming block copolymers L35 and F68. These copolymers are members of the PEO- PPO-PEO family, where PEO is poly(ethylene oxide) and PPO is poly(propylene oxide). Two different ATPS were used, one prepared with L35- phosphate-water and another formed by F68-phosphate-water, both at pH 7. The experiments were performed at 10, 25, and 40° The influences of the C. triblock copolymer nature, molar mass, temperature, and tie-line length on partitioning were investigated. Partitioning of both proteins towards the more hydrophilic phosphate phase and a weak temperature effect on partition coefficient values were observed. The data experimentally recorded were analyzed using a simple model derived from the Flory-Huggins theory by Johansson et al. The results are discussed in term of entropic and enthalpic contributions to partitioning. The entropic force predominated in the partitioning behavior of these proteins, similarly to what occurs in PEO − phosphate systems. / Não foi localizado o cpf do autor.

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 / 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