Engenharia Química
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Artigo de evento 0 Citação(ões) na Scopus Alternative method for bulk solids time flow function estimation(2015-11-08) Rodrigo Condotta; DE RYCK, A.- Direct oxidation of 3-picoline (3-methyl-pyridine) to nicotinic acid with pure HNO3(2023-07-17) GOMES, E. L.; FREITAS, D. A. DE; Rodrigo Condotta; João Guilherme Rocha Poço© 2023, The Author(s) under exclusive licence to Associação Brasileira de Engenharia Química.Nicotinic acid (NA) was synthesized by directly oxidizing 3-methylpyridine (3MP) with nitric acid. The reaction was performed in an instrumented PARR reactor. The effect of temperature (165 to 195 °C) and the molar composition of the initial reactive mixture were studied. Molar conversions of 3-methylpyridine ranged from 36 to 90%, with a yield of NA ranging from 31 to 62%. Better selectivities occur at low-time reactions and low conversion rates. At the same time, the HNO3 excess and temperature considerably affect 3MP conversion rate and NA yield rather than selectivity, especially at 180 °C, whereas an invariable selectivity of 80% was observed.
- Heterogeneous catalyzed isomerization of turpentine oil by ordered mesoporous materials like M41S structures(2022-07-05) SOUSA, L. B. DE; SPERANZA, J. T.; Rodrigo Condotta; Rodrigo Cella© 2022 Canadian Society for Chemical Engineering.Herein, the synthesis of a structure with a porous system similar to that of molecular sieves, MCM-41 and 48 types, with the incorporation of heteroatoms in their synthesis, is reported. The catalytic activity of these materials was tested in the isomerization reaction of turpentine oil to obtain camphene. The best results were obtained with Zn-Al-Si-MCM, a mesoporous material, with a conversion of up to 96% and selectivities of 31% and 22% to camphene and 4-carene, respectively, both of which are bicyclic products. The recycling of the catalyst was also tested, and after three cycles, no significant loss of activity was observed.
- A proposed predictive methodology for the evaluation of caking effect on different types of commercial sugars Proposição de uma metodologia preditiva para avaliação do efeito caking em diferentes tipos de açúcares comerciais(2020-03-23) Rodrigo Condotta; SILVA, P. M. DA© 2020 Instituto de Tecnologia de Alimentos - ITAL. All rights reserved.This paper presents preliminary results of an alternative experimental methodology under development to predict the caking effect often observed in bulk solids after time storage. This methodology is based on 1) the principle that the particle is sheared after the shear stress overcome a maximum value; 2) the maximum shear stress depends on the particles physical properties and their chemical nature; 3) Prorating is a well-known and often used empirical procedure to minimize the scatter at shear tests; and 4) that the static friction coefficient depends on particle-particle contact time and could be described by the phenomenological state-and-rate model formulated by Dieterich, Rice, and Ruina. The proposed methodology aims to evaluate the increasing of the static coefficient of friction with rest time, through “stop-and-go” shear experiments and according to Dieterich, Rice and Ruina model. Finally, the increase in shear stress with time is used to extrapolate the instantaneous yield locus into a predicted time yield locus, using the prorating technique We tested four types of commercial sugar and the results of time yield locus, obtained from experiments, have seemed similar to those predicted using the proposed methodology. We obtained satisfactory results for the short rest times tested in this preliminary study, which could be extended to long periods.
- A concise and systematic study of the hydrothermal synthesis of Si-MCM-48: Structural aspects and mechanical stability(2021-02-05) MARTINS, E. G.; BESSA, B. G.; SILVA, S. C.; GOMES, E. L; Rodrigo Condotta© 2021 Elsevier Inc.The structural collapse of mesoporous molecular sieve Si-MCM-48 by mechanical compression was investigated. Samples were synthesized by modifying temperature and time of a hydrothermal synthesis, according to a 32 experiment design. In this way, flexibility of the synthesis method was evaluated. Structural and textural characteristics were investigated using X-ray diffraction, nitrogen physisorption, and scanning and transmission electronic microscopies. As a consequence of the increase in applied pressure, different behavior was observed in the average wall thickness of samples related to the porous organization of the solid. The collapse of interparticular macropores caused a greater increase in thickness at low compression pressures, while the intraparticular mesopores, supported by the silica walls, supported greater compression. The macropores collapsed by mechanical compression at pressures as low as 60 MPa, while mesoporous ones exhibited reasonable resistance up to 200 MPa. Samples synthesized with high temperatures and long reaction times presented better mechanical resistance due to the favorable kinetics of silica condensation on the walls and, thus, are more interesting for applications in catalysis or adsorption.
- On the design of conical hoppers for spent coffee grounds: Moisture content and particle-size effects(2021-07-05) SOUSA, L. M.; SCHULZ, C. G.; Rodrigo Condotta; FERREIRA, M. C.© 2021 Elsevier LtdSpent coffee ground (SCG) is a food waste with promising potential for reuse in pilot-to-industrial scale processes provided that storage and handling issues are overcome. Here some key bulk and flow properties of SCGs were determined with FT4 rheometer, for powders with different particle-size distribution (249.1 ≤ dV ≤ 583.1 μm) and moisture content (2.8% ≤ MC ≤ 62.5%). These properties were used to evaluate the design of mass-flow silo hoppers following the classical Jenike theory. The SCGs flowability worsened by decreasing dV and increasing MC, with indexes between 1.09 ≤ HR ≤ 1.92 and 2.5 ≤ FF ≤ 15.0. The minimum hopper inclination and outlet diameter ranged from 9.9° to 17.1° and 0.40–1.00 m. A sensitivity analysis for the hopper design was performed, and a densification equation was coupled to Jenike's method to ease future hopper designs for SCGs with different properties. Ultimately, the results showed that careful consideration must be given to dV and MC to design effective devices to handle SCGs.
- Impact of glass transition on chemical properties, caking and flowability of soymilk powder during storage(2021-07-05) CRUZ-TIRADO, J.P.; MARTINS, J. P.; OLMOS, B. D. F.; Rodrigo Condotta; KUROZAWA, L. E.© 2021 Elsevier B.V.The objective was to evaluate the effect of glass transition on chemical properties, caking, and flowability of soymilk powder during storage. Samples were stored for 18 weeks under different water activities (Aw: 0.328–0.902) and temperatures (T: 10–55 °C). Chemical changes (antioxidant capacity, phenolic compounds content, and color) and powder flow properties were evaluated using dynamic rheological measurements of the amorphous powder at glassy and rubbery states. The results showed that chemical changes occurred during storage as an effect of Aw and temperature. However, the physical state (glassy × rubbery) had a more relevant role in the degradation of the components. The flow properties of the soymilk powder showed that cohesion, as well as the normalized basic flow energy (NBFE), can be correlated to the rubbery state. The temperature showed higher NBFE values when sample was stored in rubbery state. The results can help understand the role of glass transition on soymilk powder stability.
- ESTUDO DA SECAGEM DA POLPA DE CELULOSE BRANQUEADA / STUDY OF CELLULOSE PULP DRYING(2020-10-27) SCHMIDT, ALEX KARL OSCAR; Rodrigo CondottaO conhecimento da cinética de secagem de um certo produto a ser seco contribui para a otimização e desenvolvimento de equipamentos e das condições mais específicas para cada produto processado, uma vez que esta é uma operação unitária bastante utilizada na indústria e uma das mais onerosas. Este trabalho teve como objetivo estudar a secagem de celulose sob diferentes condições (tipos de secadores, temperatura e velocidade do agente secante) e o ajuste dos dados experimentais aos modelos matemáticas empíricos e teóricos existentes em literatura. Verificou-se que o melhor modelo empírico para se descrever a secagem da celulose nas condições estudadas foi o modelo de Midilli. Já o coeficiente de difusão efetivo, obtido segundo a expressão de Crank, se mostrou dependente tanto da temperatura como da velocidade do ar de secagem
- Proposição de uma metodologia preditiva para avaliação do efeito caking em diferentes tipos de açúcares comerciais(2020-03-23) Rodrigo Condotta; SILVA, PAMELA MARQUES DAEste trabalho apresenta os resultados preliminares de uma metodologia experimental alternativa em desenvolvimento para se prever o efeito caking comumente observados em materiais particulados durante o seu período de armazenamento. Tal metodologia se fundamenta em: 1) princípio da superação da tensão de cisalhamento máxima para promover o movimento das partículas num leito particulado consolidado; 2) que essa tensão máxima é função das propriedades físicas e da natureza química das partículas que constituem o leito; 3) que a técnica de prorating é uma técnica comprovada e frequentemente utilizada nos ensaios de cisalhamento para correções de possíveis desvios; 4) que a tensão de cisalhamento estática é dependente do tempo de contato das partículas, cujo comportamento pode ser descrito pelo modelo de fricção sólida de Dieterich-Rice-Ruina. Essa metodologia preditiva visa ao estudo da evolução do coeficiente de fricção estático com o tempo, por meio de ensaios de cisalhamento do tipo stop-and-go, segundo o modelo de Dieterich-Rice-Ruina. Posteriormente, o incremento na tensão de cisalhamento em função do tempo é aplicado na técnica de prorating, para, a partir de um plano de ruptura instantâneo, estimar o plano de ruptura temporal. Foram realizados testes com quatro tipos de açúcares comerciais, para os quais os valores dos planos de ruptura temporais, obtidos experimentalmente, e dos planos teóricos, estimados segundo o método preditivo proposto, se mostraram inicialmente satisfatórios para os curtos períodos de tempo ensaiados neste estudo preliminar, podendo ser ampliado para períodos maiores.
- Efeito da umidade na aptidão ao escoamento dos diferentes tipos de açúcar comercial(2019-09-10) SILVA, PÂMELA MARQUES; FERREIRA, MARIA DO CARMO; Rodrigo CondottaO açúcar é uma importante matéria prima na indústria de bebidas, doces, lácteos e também em produtos de panificação. O açúcar é atualmente comercializado de várias formas, dentre as quais citam-se: cristal, mascavo, refinado, confeiteiro, demerara, orgânico, VHP ("very high polarization"), sendo este destinado exclusivamente à exportação. Durante o manuseio doméstico de açúcar é comum observar a formação de aglomerados ou mesmo empedramento total de uma embalagem de açúcar, entretanto esta quantidade é ínfima quando comparada com a escala industrial, onde estes mesmos problemas são preocupantes. Tais fenômenos podem causar dificuldades de transporte e manuseio nas operações de descarga, empacotamento e armazenamento, resultando em prejuízos econômicos e eventual perda de qualidade do produto. A origem deste problema está ligada ao surgimento de forças de resistência ao escoamento como consequência das diferentes propriedades físicas do próprio material, tais como diferenças na granulometria, formato e rugosidade de superfície das partículas, ou mesmo devido a variações nas condições de processamento ou armazenamento do produto. O objetivo desse trabalho foi avaliar a escoabilidade de 5 tipos de açúcar (cristal,