rOrientador: Martin Azna / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_JulioLopesda_M.pdf: 4182616 bytes, checksum: 6423419dacba1304ffd5dce09c359c97 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O 2,5-dimetilfurano (DMF) é um biocombustível promissor que pode ser produzido a partir da desidratação da frutose por catálise ácida em um reator bifásico. Para o projeto, operação e otimização do processo de produção do DMF são indispensáveis dados de equilíbrio de fases, visando as etapas de separação e purificação, bem como dados de propriedades termofísicas dos componentes envolvidos, úteis no cálculo das propriedades de transporte. Entretanto, dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) envolvendo o DMF são, até o momento, inexistentes na literatura. Este trabalho teve como objetivo principal determinar experimentalmente dados de ELL de sistemas ternários água + DMF + solventes presentes nas etapas de separação do processo de produção do DMF em reator bifásico, bem como desenvolver a metodologia analítica mais apropriada. Foram usados como solventes 1-butanol, 2-butanol e 1- hexanol e as linhas de amarração foram obtidas nas temperaturas de 25°C e 40°C, a pressão atmosférica de aproximadamente 95,0 kPa. Três técnicas analíticas foram testadas: 1) densimetria e refratometria, 2) cromatografia gasosa com padronização interna e 3) cromatografia gasosa com titulação volumétrica de Karl Fischer, sendo empregada esta última metodologia na determinação da composição das fases em equilíbrio. O ELL do sistema ternário acetato de etila + 1-butanol + água a 20°C foi determinado e comparado com dados disponíveis na literatura para validação da metodologia analítica. Os resultados mostram que os sistemas estudados apresentam regiões de grande imiscibilidade e altos valores de seletividade para o DMF; portanto, estes álcoois foram considerados bons solventes para aplicação no processo de produção do DMF. Fez parte ainda dos objetivos do trabalho determinar as propriedades densidade, índice de refração e viscosidade do DMF puro, obtidos usando um densímetro de tubo em U vibrante, um refratômetro e um viscosímetro de bola em queda, respectivamente, em uma faixa de temperatura entre 15 e 60°C. Os dados de ELL obtidos foram satisfatoriamente correlacionados com o modelo NRTL para o cálculo do coeficiente de atividade, com desvio médio quadrático na composição menor que 2% para todos os sistemas; novos parâmetros de interação binária foram determinados nesta correlação. A qualidade dos dados experimentais foi verificada pelas equações de Bachman e Othmer-Tobias, que mostraram um coeficiente de correlação R2> 0,97 em todos os casos / Abstract: 2,5-Dimethylfuran (DMF) is a promising biofuel that can be produced by dehydration of fructose by acid catalysis in a biphasic reactor. For the design, operation and optimization of DMF production process, phase equilibrium data are necessary, aiming the separation and purification steps, as well as thermophysical properties of the involved compounds, useful in the calculation of transport properties. However, liquid-liquid equilibrium (LLE) data of systems including DMF are not available in the literature at the present time. The main objective of this work was to determine experimentally LLE data of ternary systems water + DMF + solvents present in the separation steps of DMF production process in biphasic reactor, as well to develop the most suitable analytical methodology. 1-Butanol, 2-butanol and 1-hexanol were used as solvents and the tie-lines were determined at 25°C and 40°C and at atmospheric pressure of about 95.0 kPa. Three analytical techniques were tested: 1) densimetry and refractometry, 2) gas chromatography with internal standard method and 3) gas chromatography combined with Karl Fischer volumetric titration, the latter used in the equilibrium phases composition determination. LLE data of ternary system ethyl acetate + 1-butanol + water at 20°C was determined and compared with those available in the literature for validation of the analytical methodology. The results show that the studied systems have large immiscibility region and high selectivity values for the DMF; therefore, these alcohols are considered good solvents for application in DMF process production. Also, new measurements of pure DMF density, refractive index and viscosity were performed, obtained by using a vibrating U-tube densimeter, a refractometer and a falling ball viscometer, respectively, in the temperature range 15 to 60°C. The obtained LLE data were satisfactorily correlated with the NRTL model for the activity coefficient calculation, with root mean square deviation in composition less than 2% for all systems; new binary interaction parameters were determined in this correlation. The quality of the experimental data was ascertained by Bachman and Othmer-Tobias equations, with a correlation coefficient R2 > 0.97 for all cases / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-13T13:06:26Z No. of bitstreams: 1 JOÃO TAVARES NUNES - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 11091920 bytes, checksum: d63185b45641e3f0c461d42c911f608b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T13:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO TAVARES NUNES - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 11091920 bytes, checksum: d63185b45641e3f0c461d42c911f608b (MD5) Previous issue date: 2011-09 / Com o intuito de aproveitar o fruto do mandacaru produzido na região semiárida do Nordeste visando à produção de polpas e sucos, o presente trabalho teve como objetivo determinar as principais propriedades termofísicas, massa específica, condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico, além do comportamento reológico das polpas integral e concentradas do fruto do mandacaru até os teores de 35 e 56 °Brix. A massa específica foi determinada pelo método picnométrico; para a difusividade térmica utilizou-se o método do cilindro infinito de Dickerson; o valor do calor específico foi obtido usando através do método das misturas e a condutividade térmica foi calculada por método indireto. Equações propostas em literatura também foram utilizadas para estimar as propriedades termofísicas. Os dados reológicos foram determinados utilizando-se um viscosímetro Brookfield e os modelos de Casson, Ostwald-de-Waelle e Herschel-Bulkley, ajustados aos dados experimentais, ressaltando-se que o último modelo foi o que proporcionou os melhores ajustes. As polpas com a concentração de 12 °Brix apresentaram comportamento não-newtoniano do tipo dilatante; no entanto, as polpas com concentrações de 35 e 56 °Brix apresentaram comportamento não newtoniano do tipo pseudoplástico. A viscosidade foi influenciada pela concentração e temperatura. A polpa integral do fruto do mandacaru foi considerada um alimento ácido, com baixo conteúdo mineral, alto teor de umidade e de atividade de água, com predominância da intensidade de amarelo. As propriedades termofísicas se mantiveram em faixa esperada para polpas de frutas. A massa específica aumentou com o aumento do teor de sólidos solúveis totais e o calor específico e a difusividade térmica diminuíram com o aumento da concentração. Das equações utilizadas para estimar a massa específica, calor específico, difusividade térmica e condutividade térmica, apenas as referentes a massa específica podem ser consideradas razoáveis para todas as amostras, com erros abaixo de 20%. / In order to make better use of mandacaru fruit grown in the semiarid Northeast of Brazil for pulp and fruit production, this study sought to determine the main thermophysical properties, density, thermal conductivity and specific heat capacity, in addition to rheological behavior of whole and concentrated mandacaru fruit pulp up to a content of 35 and 56 °Brix. Density was determined by the pycnometric method; the Dickerson infinite cylinder method was used for thermal diffusivity; the heat capacity value was obtained by the method of mixtures and thermal conductivity by the indirect method. Equations proposed in the literature were also applied to estimate thermophysical properties. Rheological data were determined using a Brookfield viscometer and Casson, Ostwald-de-Waelle and Herschel-Bulkley models, fit to experimental data, with the last model exhibiting best fit. Pulps with a concentration of 12 °Brix showed dilatant non- Newtonian behavior; however, those with concentrations of 35 and 56 °Brix displayed pseudoplastic non-Newtonian behavior. Viscosity was influenced by concentration and temperature. Mandacaru whole fruit pulp, predominantly yellow, was considered acidic, with low mineral content, high moisture content and water activity. Thermophysical properties were in the expected range for fruit pulp. Density increased with a rise in soluble solid content, while heat capacity and thermal diffusivity decreased with increased concentrations. Of the equations used to estimate density, heat capacity, thermal diffusivity and thermal conductivity, only those related to density are adequate for ali samples, with an error of less than 20%.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T17:30:45Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ RICARDO FERREIRA OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2648257 bytes, checksum: 5e08d81aaa5973d7c6fd8bac23c313cc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ RICARDO FERREIRA OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2648257 bytes, checksum: 5e08d81aaa5973d7c6fd8bac23c313cc (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / CNPq / A caracterização termofísica dos materiais utilizados na Engenharia é de grande importância para realização de projetos nas mais diversas áreas de conhecimento onde os fenômenos ligados aos processos de transferência de calor exercem um papel fundamental. A difusividade térmica é uma propriedade termofísica importantíssima na análise de problemas de difusão de energia térmica. Este trabalho teve como proposta a determinação desta propriedade utilizando um campo de temperatura periódico. Para isto, foi construído um dispositivo experimental com princípio de funcionamento no método de Angstrom, o qual faz uso de um fluxo de calor periódico de uma fonte controlada, gerando assim, um campo de temperatura periódico na amostra em teste. Termopares foram instalados nas amostras para captar os sinais de temperatura gerados pelo fluxo de calor periódico. A amplitude e a fase destes sinais foram obtidas por meio de um software de análise gráfica. O termopar mais próximo da fonte de calor foi adotado como referência, ao passo que a razão de amplitudes e a defasagem, entre os sinais térmicos registrados pelos demais termopares em relação ao registrado por àquele termopar , foram calculadas. Estes resultados foram utilizados em modelos matemáticos para determinar a difusividade térmica, que pode ser identificada ou atra vés da razão de amplitudes ou através da defasagem entre os perfis de temperatura. As amostras utilizadas neste trabalho foram de aço inox AISI 304, aço inox AISI 316 e de uma liga de memória de forma de níquel-titânio. Os valores de difusividade térmica identificados para estes materiais, quando foram comparados com valores disponíveis na literatura, obtiveram uma boa concordância, tendo em vista a faixa de incerteza apresentada. / Thermophysical characterization of materials used in engineering is very important for realization of projects in the most diverse areas of knowledge where the phenomena related to the process of heat transfer play an important role. Thermal diffusivity is a very important thermal property on the analysis of problems of diffusion of thermal energy. This work proposes the determination of this property using a periodic temperature field. For this, an experimental device was built with principle of operation in Angstrom’s method, which makes use of a periodic heat flow from a controlled source, thereby generating a periodic temperature field in the test sample. Thermocouples were installed on the samples for capture of signals generated by the periodic heat flow. Amplitude and phase of these signals were obtained by means of graphic analysis software. The thermocouple closest to the heat source was adopted as reference, and the ratio and phase lag, between the thermal signals registered by other thermocouples in relation to that registered by that thermocouple, were calculated. These results were utilized in mathematical models to determine the thermal diffusivity, whose identification can be performed either through the amplitude ratio or through the phase lag between the temperature profiles. Samples utilized in this work were stainless steel AISI 304, stainless steel AISI 316 and a shape memory alloy of nickel-titanium. Identified values of thermal diffusivity of these materials, when compared whit values available in literature obtained a good agreement, considering the range of uncertainty presented.