Trabalhos de Conclusão de Curso
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Navegando Trabalhos de Conclusão de Curso por Orientador "Novazzi, Luís Fernando"
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Trabalho de Conclusão de Curso Estudo de melhoria da eficiência energética de uma planta de resinas(2022-12-07) Barbeta, Ana Carolina Silva ; Perossi, Beatriz de Oliveira; Sorbile, Gabriela Reche ; Stelmasuk, Guilherme FernandezNa indústria química, o consumo energético se traduz, em grande parte, na forma de energia térmica, especialmente no aquecimento e resfriamento de equipamentos e produtos. Por conta disso, este trabalho visa reduzir o gasto de energia em uma fábrica de resinas através da otimização e reaproveitamento das fontes de calor existentes. Por ser uma fábrica antiga, a planta estudada possui muito espaço para melhorias que gerem aumento da eficiência do processo. O ponto focal escolhido para o presente estudo foi um reator de mistura multipropósito e seu trocador de calor do tipo casco e tubos, onde foram estudadas três propostas de reaproveitamento do calor dissipado pelo óleo. A primeira delas consiste em alternar a corrente de água de resfriamento do trocador já existente com água de diluição do processo que deve ser aquecida, conforme necessidade; já a segunda ideia considera um desvio na corrente de óleo com a inclusão de um novo trocador de calor, em prol de aquecer exclusivamente a água de diluição e garantir sua pureza; por fim, a terceira proposta leva em conta a substituição do vapor utilizado no sistema de aquecimento do armazenamento da resina fabricada pelo próprio óleo recirculado no sistema do reator. Optou-se por seguir com as duas últimas alternativas após a realização da análise de viabilidade técnica do processo, para a qual foi preciso estimar algumas variáveis e propriedades, como a vazão de escoamento de óleo no sistema, avaliada entre 45 e 78 m³/h. A partir dos dados encontrados, foi feita uma estimativa de custo de aquisição e instalação do novo trocador de calor, que possibilitou estipular um tempo de retorno médio de 20 meses para este investimento, comprovando sua viabilidade econômica. Para o trocador proposto, obteve-se um intervalo de custos para diferentes condições de operação do processo, as quais deverão ser apresentadas à empresa em estudo como um conjunto de soluções para futura discussão e decisão. Por fim, a partir do estudo dos pontos de economia no processo, foi estimada uma redução anual de R$ 1,5 M na geração de vapor na caldeira, considerando o gás natural, a água desmineralizada e a implementação das duas propostas viáveis, representando 27,3% de redução nos gastos gás natural para a empresa.Trabalho de Conclusão de Curso Otimização de reator de polimerização(2021-12-10) Piedade, Fernanda Gomes; Camilo, Lara Cristina da Silva; Prevedel, Matheus Menna Barreto; Nascimento, Natália BravinA indústria de tintas e vernizes no país evoluiu muito nos últimos anos devido à crescente necessidade dos mercados nacional e internacional, o que exigiu das empresas o fornecimento de produtos e serviços com melhor qualidade. Nessa indústria, o poli metacrilato de metila (PMMA) é um produto relevante, logo é necessário garantir que este apresente suas principais propriedades mecânicas e químicas dentro das especificações exigidas. Tais propriedades como resistência mecânica e química são afetadas por características poliméricas como massa molar média, índice de fluidez, compatibilidade entre o polímero e o solvente, dentre outras, que são amplamente influenciadas pelas condições de processo. Sendo assim, este trabalho propõe avaliar e otimizar o processo de polimerização de metacrilato de metila (MMA) realizado em um reator semi-batelada, cuja reação é conduzida em solução, aplicando como solvente o xilol e peróxido de benzoíla como iniciador da polimerização. Para isso, estudou-se o modelo matemático que descreve o sistema e, através do software Matlab, simulou-se e aprimorou-se as condições operacionais da polimerização do metacrilato de metila (MMA) em um reator industrial. A partir do ajuste de parâmetros cinéticos do modelo aplicado, que objetivavam a minimização do erro quadrático entre a conversão experimental e a prevista pelo modelo, foi possível adequar o valor para a energia de ativação de decomposição do iniciador, cujo valor é de 131,87 kJ/mol, permitindo que o reator industrial fosse melhor representado pelo modelo. Com isso foi possível avaliar as condições operacionais e realizar a otimização do processo, cujos principais resultados foram a diminuição da temperatura de 116°C do meio reacional para 110°C, e a redução do tempo de polimerização em até uma hora e do tempo de adição em até uma hora e meia, sem alterar a relação monômero/iniciador. Para esses resultados o com grau de conversão e o peso molecular médio ponderal mínimos atingido são de 97,73% e 6,29E4 g/mol respectivamente. Entretanto a taxa de calor gerada na polimerização excede em 50% o valor limite de 4,5E5 W, sendo necessária uma futura análise econômica para verificar a possibilidade de expandir o potencial de resfriamento atual.