Recobrimento polimerico de ureia em leito de jorro bidimensional

Orientador: Sandra Cristina dos Santos RochaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Neste trabalho objetivou-se o recobrimento polimérico de uréia em leito de jorro bidimensional, enfatizando características físicas importantes para o armazenamento e transporte do fertilizante. Através de um planejamento experimental completo de dois níveis pôde-se verificar quantitativamente a relação da eficiência do processo, do crescimento da partícula, da cinética de crescimento da partícula, e de propriedades físicas (tamanho, densidade aparente, esfericidade e capacidade de retenção de umidade do grânulo) com as variáveis operacionais: vazão de ar de jorro, temperatura de ar de jorro, pressão de ar de atomização e vazão de suspensão de recobrimento. Os grânulos de uréia comercial na faixa de 1680 a 2000 J.1IIl, foram recobertos com uma suspensão aquosa de Eudragit®, em leito de jorro bidimensional construído em acrílico, com base angulada de 55°, nas seguintes condições operacionais: vazão de ar de jorro de 1,33 x 10-2 a 1,66x 10-2 kgls, temperatura de ar de jorro de 50 a 70°C, pressão de ar de autorização de 1,38 x 10+5 a 2,07 x 10+5 Pa e vazão de suspensão de recobrimento de 1,077 x 10-2 a 1,425 x 10-2 kgls. Verificou-se que a eficiência do processo, bem como o crescimento da partícula, são influenciados positivamente pela vazão de suspensão, pressão de ar de atomização e negativamente pela temperatura do ar de jorro e pela vazão de ar de jorro, como também por interações dessas variáveis. Um ajuste linear para a cinética de crescimento da partícula apresentou-se satisfatório, no entanto, observou-se que a maioria dos ensaios apresentou uma cinética linear composta de duas etapas. A suspensão polimérica de Eudragit® proporcionou uma melhoria na capacidade de retenção de umidade do grânulo de até 4 vezes em relação à uréia não recoberta. O crescimento da partícula foi inferior a 6% em massa, o que não influenciou na densidade aparente, no tamanho do grânulo e na esfericidade da uréia recoberta. Através de microfotografia verificou-se a influência das variáveis operacionais na qualidade do recobrimento, como uniformidade e rugosidade do filmeAbstract: The objective of this work was the coating of urea with polymeric film in a two­dimensional spouted bed, enhancing storage and handling properties. An experimental design was utilized to investigate the relationship between operational variables such as: air flow rate, air temperature, air atomizinng pressure and coating suspension flow rate, and efficiency of the process, particles growth, particles growth kinetics and physical properties (grain size, bulk density, sphericity and moisture holding capacity). Grains of commercial urea, in the range of 1680 - 2000 J.11D, were coated with Eudragit® aqueous suspension, in a two-dimensional spouted bed niade in plexiglass, with slanted base angle of the 55°, in the following operational conditions: air flow rate fiom 1.33 x 10-2 to 1.66x 10-2 kgls, air temperature from 50 to 70°C, air atomizing pressure fiom 1.38 x 10+5 to 2.07 x 10+5 Pa and coating suspension flow rate ftom 1.077 x 10-2 to 1.425 x 10-2 kg/s. The experimental results showed that the efficiency ofthe process and the particles growth were influenced positively by air atomizing pressure and coating suspension flow rate, and were influenced negatively by air flow rate and air temperature, and a1so by the interactions of theses variables. A satisfactory linear fit was obtained for particles growth kinetics, however the majority of the experiments exhibited a linear kinetics composite of the two distinguished stages. The polymeric suspension of Eudragit® improved up to 4 times the moisture holding capacity of coated urea in relation of uncoated urea. The bulk density, grain size and sphericity were independent of operational conditions and were c10se to the values of uncoated urea, because the particle growth was lower than 6 % in mass. Optical microphoto showed the coated urea aspect and influence of operational conditions on the surface characteristics, such as uniformity and roughnessMestradoEngenharia de ProcessosMestre em Engenharia Químic

Analise das influencias das caracteristicas do solido e da supensão no processo de recobrimento em leito de jorro

Orientador: Sandra Cristina dos Santos RochaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O recobrimento de partículas em leito de jorro tem aplicações em diversos produtos como comprimidos, cosméticos, alimentos, sementes, fertilizantes, etc. No processo de recobrimento o desempenho é dependente de um conjunto de características do sólido a ser recoberto, da suspensão de revestimento, da adesão líquido-sólido e das condições operacionais. O objetivo deste trabalho é analisar o desempenho do processo de recobrimento em leito de jorro verificando as influências das características do sólido (tamanho, forma, densidade, porosidade, e ângulo de contato) e da suspensão (densidade, reologia, tensão superficial e molhabilidade). Para este estudo foram utilizados diferentes tipos de partículas (esferas de vidro, placebos, poliestireno, etc.) e diferentes formulações de suspensões poliméricas aquosas que ofereçam a variação das características, do sólido e da suspensão, que influenciam o processo. O recobrimento foi realizado em leito de jorro, em condições operacionais pré-fixadas, para cada conjunto partícula-suspensão, mantendo estabilidade fluidodinâmica do leito para as diferentes partículas. Para quantificar a influência das características do sólido e da suspensão no processo de recobrimento foram avaliadas a taxa de crescimento, a eficiência e a qualidade do recobrimento (superfície, distribuição do filme, porosidade). O estudo das influências das características do sólido e do líquido no processo de recobrimento foi realizado em duas etapas: primeira etapa:o recobrimento de partículas de propriedades físicas distintas com uma única suspensão de recobrimento; segunda etapa: recobrimento de um único tipo de partícula com suspensões de recobrimento de diferentes características físico-químicas. Identificou-se que o ângulo de contato entre a suspensão de recobrimento e a superfície das partículas pode ser utilizado como indicativo do tipo de operação unitária a ser obtida no leito de jorro: secagem da suspensão ou recobrimento das partículas. A adesão da suspensão na superfície da partícula, durante o processo de recobrimento e secagem de suspensão em leito de jorro, não é dependente apenas do trabalho de adesão, ou seja, das forças interfaciais, mas de um conjunto de variáveis como o comportamento fluidodinâmico, o atrito inter-partícula, a atomização da suspensão e mudança da molhabilidade das interfaces durante o processo. A interação inicial da partícula inerte-suspensão determina a operação (recobrimento ou secagem), enquanto a interface filme-suspensão, ou seja, forças de adesão entre a superfície recoberta e a suspensão, pode ser responsável pelo processo de recobrimento em relação à eficiência e crescimento por formação de camadas de filme. A eficiência do processo mostrou ser influenciada por uma interferência complexa de mais de uma característica, ou seja, o resultado de um conjunto de condições interfaciais, reológicas, operacionais e de atomização da suspensão. Pôde-se verificar que as propriedades fisico-químicas influenciam significativamente o crescimento das partículas. As partículas crescem mais quando a suspensão de recobrimento possui maior concentração de sólidos, maior densidade, maior viscosidade aparente e maior força de adesão com a superfície da partícula. As mudanças da molhabilidade das interfaces sólido-líquido durante o processo de recobrimento afetam a eficiência do processoAbstract: Coating of partic1es in spouted bed can be applied to several products such as tablets, cosmetics, foodstuff, seeds, fertilizers, etc. In the coating process, the performance depends upon the characteristics of the solids to be coated, the coating suspension, the liquid-solid adhesion and the operational conditions. The objective of this work is to analyze the performance of the coating process into a spouted bed verifying the influences of the solid characteristics (size, shape, density, porosity and contact angle) and the suspension characteristics (density, rheology, surface tension, and wettability). To accomplish that, different types of partic1es were used (glass beads, placebo' s tablets, polystyrene, etc) and different aqueous polymeric suspension formulations to obtain the variation in the characteristics to be studied, and influence the process. The study of the influences of the solid and the liquid characteristics in the coating process were carried out in two steps. First step: coating of the partic1es with different physical properties using a single suspension formulation; second step: coating of a single type of partic1e using coating suspensions with different physicochemical properties. It was identified that the contact angle between the coating suspension and the partic1es surface can be used as an indicator of the type of unit operation obtained in the spouted bed: suspension drying or partic1e coating. Suspension adhesion on the partic1e surface, during the coating and the drying into a spouted bed, is not dependent only on the adhesion work (interfacial forces), but also on a series of variables like the fluid dynamic behavior of the bed, inter-partic1es friction, suspension atomization and the change on the wettability of the surfaces during the process. The initial interaction of the inert particle-suspension determines the operation, either drying or coating, while the interface film-suspension (attraction between the coated surface and the suspension) can be responsible for the coating process in relation to its efficiency and the growth of film layers on the particles. The process efficiency seems to be influenced by a set of interfacial, rheological, operational and atomization conditions. It can be verified that the physicochemical properties influence significant1y the growing of the partic1es. Partic1es grow more when the suspensions have higher solids concentrations, greater density, greater apparent viscosity and greater adhesion attraction with the particle surface. The changes in the wettability of the solid-liquid interface during the coating process affect the process efficiencyDoutoradoEngenharia de ProcessosDoutor em Engenharia Químic

Projeto pedagógico do Curso de Engenharia Ambiental do UNIPINHAL: estrutura, ênfases e abordagens

Os cursos de Engenharia Ambiental têm se expandido no Brasil de maneira muito acentuada nos últimos anos. Apesar da legislação em comum que define as matérias de formação básica, de formação profissional geral e de formação específica, tem se observado uma variação de enfoques nas grades curriculares desses cursos, os quais têm sido fortemente influenciados pela vocação da Instituição de Ensino Superior (IES). O objetivo do presente trabalho é apresentar a estrutura, as ênfases curriculares e as abordagens empregadas pelo Projeto Pedagógico do curso de Engenharia Ambiental do UNIPINHAL, de Espírito Santo do Pinhal â SP. Duas são as ênfases curriculares que norteiam o curso: tecnologias para o meio ambiente e planejamento e gestão ambiental. Essas ênfases têm sido praticadas de forma integrada no que se refere às disciplinas, pesquisa, laboratórios e projetos de extensão, refletindo a vocação da região e do curso, a qual é fortemente agrícola. Palavras-chave: Projeto Pedagógico, Engenharia Ambiental. ABSTRACT The courses of environmental engineering have increasingly become more common in Brazil. In spite of the common legislation that defines the subjects of basic, professional and specific graduation, there has been a variation in the focus given in the list of subjects of these courses, which have been strongly influenced by the vocation of the Institution of Undergraduate Teaching (IES). The objective of this essay is to present the structure, the curricular emphasis and the approaches used by the pedagogic project of the environmental engineering of UNIPINHAL, from Espírito Santo do Pinhal â SP. There are two curricular emphases that guide the course: technology for the environment and environmental planning and managing. These emphases have been given in a way to connect subjects, research, laboratories and extension projects, showing the vocation of the region and of the course, which is strongly agricultural. Key words: Pedagogic Project, Environmental Engineering