Trabalhos de Conclusão de Curso

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Navegando Trabalhos de Conclusão de Curso por Autor "Camilo, Lara Cristina da Silva"

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    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 Bravin
    A 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.