Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest and the consumption of natural dyes have been increasing over the
last years. The urucum seeds have a dye located in their external layer called bixin. The
spouted bed, since it is an inexpensive equipment and because of its simple operation, can
be an excellent alternative for mechanical extraction of the bixin from the surface of the
urucum seeds, on small and average country properties. However, despite having some
interesting fluidodinamics characteristics for the related application, such as an intense
movement of particles and an effective gas-solid contact, the spouted bed presents some
restrictions that have limited its application. This work had as objective to study the effect
of the variables: use of the draft, the load of the urucum seeds and the air velocity on the
process of the mechanical extraction of the bixin in a spouted bed. The computational
fluidodinamics technique (CFD) was used to describe numerically the behavior both of the
urucum seeds and the air inside the spouted bed. By means of the results obtained it was
possible to achieve the operational conditions that maximize the efficiency of removal and
allow the attainment of a product with the appropriate quality. From the experimental
planning, carried through in order to study the effect of the load of the seeds, the air flow
and the presence of the draft in the mechanical extraction of the bixin from urucum seeds,
it was possible to get to the conclusion that the presence of the "draft" was the variable that
had the highest effect in all the studied answer variables (mass of extracted powder,
productivity and bixin concentration). Since the presence of the draft showed to be the
variable that governs the attrition kinetics, the effect of the distance from the draft base to
the spouted bed base (ht) was studied, in view of the maximization of the dyeing
production. The experimental results showed that the distance from the draft base to the
spouted bed base (ht) that most favors the mechanical extraction of the bixin in spouted bed
was the one of 4cm. The results of the simulation through CFD also helped in the
understanding of the best performance for the configuration of the spouted bed using a
draft, placed at ht = 4 cm. Through the simulations, it was also possible to get values of
velocity for the condition of minimum spouting, close to the experimental values, with
relative errors of about 4%. / O interesse e o consumo dos corantes naturais têm aumentado muito nos últimos
anos. As sementes do urucum possuem um corante situado nas partes externas denominado
bixina. O leito de jorro por se tratar de um equipamento barato e de operação simples, pode
ser uma excelente alternativa para extração mecânica da bixina da superfície das sementes
de urucum, em pequenas e médias propriedades rurais. Entretanto, apesar de apresentar
algumas características fluidodinâmicas interessantes para a referida aplicação, tais como
um intenso movimento das partículas e um efetivo contato gás-sólido, o leito de jorro
apresenta algumas restrições, que tem limitado a sua utilização. Este trabalho teve como
objetivo estudar os efeitos das variáveis: uso do tubo draft, a carga de sementes e a
velocidade do ar no processo na extração mecânica da bixina em leito de jorro. A técnica
da fluidodinâmica computacional (CFD) foi utilizada para descrever numericamente a
fluidodinâmica do escoamento das sementes de urucum e do ar no leito de jorro. Por meio
dos resultados obtidos foi possível obter as condições operacionais que maximizam a
eficiência de remoção e permitem a obtenção de um produto com a qualidade adequada. A
partir do planejamento experimental realizado para estudar o efeito da carga de sementes,
da vazão do ar e da presença do draft na extração mecânica da bixina, foi possível concluir
que a presença do draft foi a variável que teve o maior efeito em todas as respostas
estudadas (massa de pó extraído, produtividade e concentração de bixina). Uma vez que a
presença do tubo interno mostrou ser a variável que governa a cinética de atrição, foi
estudado o efeito da distância do tubo à base do leito (ht), tendo em vista a maximização da
produção do corante. Os resultados experimentais mostraram que a distância do draft à
base (ht) que mais favorece a extração mecânica da bixina em leito de jorro é de 4cm. Os
resultados da simulação por CFD ajudaram na compreensão do melhor desempenho para a
configuração do leito de jorro com tubo draft e ht = 4 cm. Com as simulações também foi
possível obter valores de velocidade para a condição de jorro mínimo próximo dos valores
experimentais, com erros relativos na ordem de 4%. / Mestre em Engenharia Química
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15111 |
| Date | 25 April 2008 |
| Creators | Cunha, Fabiano Guimarães e |
| Contributors | Ataide, Carlos Henrique, Barrozo, Marcos Antonio de Souza, Duarte, Claudio Roberto, Damasceno, João Jorge Ribeiro, Freitas, Luis Alexandre Pedro de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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