Monitoramento de regimes e recobrimento de particulas em leitos de jorro bidimensionais

Orientadores: Sandra Cristina dos S. Rocha, G. S. Vijaya RaghavanTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Este trabalho apresenta-se em duas partes que tratam do estudo da dinâmica e do recobrimento de partículas em leito de jorro bidimensional. A parte experimental desse trabalho foi realizada no laboratório de secagem (Drying Lab) da Faculty of Agricultural and Biosystems Engineering da McGill University, Montreal Canadá. A primeira parte do trabalho se ateve ao estudo dos regimes de operação em leitos de jorro. Nessa etapa foi desenvolvido um método de identificação e monitoramento de processos em leitos de jorro, a partir de somente uma das variáveis de estado, no caso a queda de pressão devida ao leito de partículas. As flutuações da queda de pressão do leito foram medidas a uma taxa de 100 medições por segundo, e a partir desses dados, uma rotina de transformada de Fourier produziu espectros que permitem a identificação e monitoramento de possíveis regimes em leitos dejorro: jorro estável, leito fixo e regime de slugging. Os experimentos foram realizados com milho e soja em dois tamanhos de leitos de jorro bidimensionais. A segunda etapa foi centrada sobre o recobrimento de partículas em leito de jorro bidimensional. Esse estudo cobriu as duas áreas de maior interesse no que se refere ao processo de recobrimento de partículas: a área farmacêutíca, com o recobrimento de comprimidos e a área agrícola, com o recobrimento de sementes. A pesquisa envolveu o estudo da transferência de calor gás-partículas, para o processo de recobrimento, e o estudo da cinética de crescimento de partículas e eficiência do processo em leitos de jorro bidimensionais, utilizando-se placas internas (draft plates). Placebo e soja foram utilizados como partículas nos experimentos realizados em dois leitos de 50 e 90 cm de largura, respectivamente. A partir dos dados experimentais obtidos, foram ajustadas correlações para a estimativa dos valores dos coeficientes de transferência de calor, para as regiões de jorro e anular, separadamente, e também para a eficiência do processoAbstract: This work is presented in two parts that focus on the study of the dynamics of coating of particles in two-dimensional spouted bed. The experimental part was carried out at the Faculty of Agricultural and Biosystems Engineering of McGill University, Montreal, Canada. The first part of the work attained to the study of operation regimes in spouted beds. It was developed a method for identification and monitoring for process in spouted beds, utilizing only one of the state variables, the bed pressure drop. The experiments were carried out with two diferent-size two-dimensional spouted beds and with com and soybeans as particles. The fluctuations of pressure drop were measured and treated with a Fast Fourier Transform (FFT) routine that produced power spectra that allow the identification and monitoring of possible regimes in spouted beds: packed beds, steady spout and slugging beds. The second part was focused on the coating of particles in two-dimensional spouted beds. The experiments utilized also two different sizes of spouted beds and placebos and soybeans as particles, covering the two most important areas of research, concerning coating of particles, the pharmaceutical and agricultural. The work included the study of gas-particle heat transfer, the kinetics of particle growing and efficiency of the coating process for two-dimensional spouted beds, utilizing draft plates. The experimental data were fit to produce correlations to estimate the heat transfer coeficient, for both regions of the spouted bed, separately, and also for the process efficiencyDoutoradoEngenharia de ProcessosDoutor em Engenharia Químic

Methyl Oleate Synthesis by TiO2 Photocatalytic Esterification of Oleic Acid: Optimisation by Response Surface Quadratic Methodology, Reaction Kinetics and Thermodynamics

Methyl oleate, an example of a FAME (fatty acid methyl ester), was produced by oleic acid (OA) photoesterification with TiO2 and UVA light. Different parameters were evaluated and optimised: catalyst pretreatment, temperature (25–65°C), catalyst loading (1–30 % w/wOA) and oleic acid : alcohol molar ratio (1 : 3–1 : 55). Response surface quadratic methodology obtained by central composite rotational design (RSM-CCRD) was used to evaluate the main operational conditions of the photoesterification process. A high conversion of 98 % (±0.8) at 55 °C, 20 % TiO2 (w/wOA), and 1(OA) : 55(methanol) molar ratio was achieved. The photoesterification mechanism is furthermore proposed. The Langmuir-Hinshelwood kinetic model considered the forward and backward reaction as first-order fits with the best accuracy (R2 of 0.997). The thermodynamic results (ΔG338.15K=−20.75 kJ/mol, ΔH=13.75 kJ/mol, and ΔS=0.47 kJ/mol.K) indicate that the operating conditions are important, both to supply the energy requirement of the reaction, but also to increase the miscibility of the reactants

Biodiesel Production by Heterogeneous Catalysis and Eco-friendly Routes

Biodiesel is produced on a large scale as an eco-friendly substitute and additive to fossil fuels. Catalytic homogeneous processes using strong acids, alkalis, and natural oils have been realized in industry. However, these traditional methods have several disadvantages, such as the generation of large volumes of waste, high water and reagent needs, use of hazardous reagents, high operation costs, and utilization of valuable feedstocks and catalysis, respectively. Different solutions have subsequently been investigated, such as cheap alternative feedstocks, co-solvents and catalysts, sustainable operational conditions, advanced reactor designs and scales, and advantageous pre- and post-reaction treatments. This review explores and analyzes the main aspects of current biodiesel technologies and opportunities. It also describes some advanced improvement strategies

Effects of Different Drying Conditions on Key Quality Parameters of Pink Peppercorns ( Schinus terebinthifolius

Pink peppercorns are among the most sophisticated condiments in the international cuisine. This culinary spice is obtained from dried fruits of Schinus terebinthifolius Raddi, a species native to South America. In this work, a methodology for the assessment of pink peppercorn quality under various drying conditions was defined. Experiments were performed in a pilot tray dryer, which ensured integrity of the product. A central composite rotatable design with 11 experiments was devised to study the influence of drying air temperature (35–75°C) and air velocity (0.3–0.9 m/s) on product quality, assessed by moisture content, color (CIELAB system), and volatile compounds. The essential oils of fresh and dried fruits were extracted by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry. Air temperature had the greatest influence on the quality parameters under study, while air velocity had no statistically significant effect. Considering all quality criteria, temperatures between 40 and 55°C provided the best compromise, yielding an adequate moisture content in the dried product without dramatic degradation of color and essential oil

Metodologia Para Monitorar Regimes De Operação Em Leitos De Jorro Através Da Analise Espectral Da Transformada De Fourier

METODOLOGIA PARA MONITORAR REGIMES DE OPERAÇÃO EM LEITOS DE JORRO ATRAVÉS DA ANALISE ESPECTRAL DA TRANSFORMADA DE FOURIER, compreendendo a análise de dois leitos de jorro bidimensionais e de dimensões diferentes; dita metodologia permite a identificação em tempo real, dos regimes de operação de processo envolvendo leitos de jorro.BR9702670 (A)G01F15/00G01F15/00BR19979702670G01F15/00G01F15/0

<b>Estudo fluidodinâmico e de secagem de um particulado coesivo em leito fluidizado agitado</b> - DOI: 10.4025/actascitechnol.v26i2.1498

A aplicação do leito fluidizado convencional para materiais particulados coesivos apresenta uma certa limitação devido a formação de caminhos preferenciais do gás causando uma fluidização de baixa qualidade. Neste trabalho, estudou-se a possibilidade do uso de um sistema de agitação mecânica inserido no leito fluidizado, a partir do estudo da fluidodinâmica do leito fluidizado agitado mecanicamente com a obtenção da curva característica de fluidização. Em seguida, foi feito o estudo do processo de secagem de um material particulado (ácido 2-hidroxibenzóico), com d_p médio de aproximadamente 80 &micro;m, com característica coesiva quando úmido. Os resultados obtidos mostraram que a agitação melhora a distribuição dos sólidos no interior do leito e impede a formação de caminhos preferenciais do gás, e que o processo de secagem ocorre principalmente no período de taxa de secagem constant

<b>Estudo fluidodinâmico do leito fluidizado pulsado rotativo</b> - DOI: 10.4025/actascitechnol.v26i1.1553

Materiais particulados com características coesivas, mesmo pertencentes ao grupo A de Geldart, apresentam dificuldade em fluidizar, o que pode ser minimizado modificando o sistema de fluidização. Esta modificação pode ser feita pulsando a corrente gasosa através do distribuidor, denominado leito fluidizado pulsado rotativo (LFPR). Neste trabalho, o gás utilizado está na Tambiente e os parâmetros utilizados no estudo fluidodinâmico foram: Csólidos e frotação do disco. Variando estes parâmetros foi analisada sua influência na curva fluidodinâmica e se determinou a melhor condição de pulsofluidização do leito. A curva fluidodinâmica obtida para o LFPR foi comparada com a curva do leito fluidizado convencional e observou-se a suavização da curva para o LFPR, consequentemente diminuindo &Delta;Pleito ao longo do processo. Também se fez a comparação entre o LFPR e o leito fluidizado agitado mecanicamente (Ambrosio, 1999), e verificou-se que as quedas de pressão nos dois sistemas são muito próximas ao longo do process