Engenharia Química
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Resultados da Pesquisa
- 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,
- Obtenção de 5-hidroximetil-2-furfural (HMF) a partir da desidratação catalítica de açúcares(2017) Tacacima, JulianaO 5-hidroximetil-2-furfural (HMF) é um composto furânico considerado como uma importante plataforma química, pois pode ser obtido a partir de matérias-primas renováveis e tem ampla aplicação na indústria, agindo como um intermediário na produção de químicos finos, materiais poliméricos, biocombustíveis e fármacos. Por esse motivo, o presente projeto possui o intuito de estudar experimentalmente a reação de formação do HMF por catálise heterogênea, variando-se catalisadores e reagentes, com determinação de rendimento e seletividade para otimização e levantamento de dados cinéticos. Ensaios em reator batelada realizados em meio aquoso permitiram concluir que a frutose e a resina de troca iônica gel SGC650H apresentaram melhor desempenho que a glicose e a resina macroporosa CT275, respectivamente. O rendimento de HMF máximo de 20 % em 3,5 h a 110 °C e a conversão de 84 % após 7,5 h de reação indicaram que a reação não foi seletiva. A melhor forma de aumentar a seletividade do HMF é a utilização de solventes não aquosos, visto que a água degrada o produto em condições de alta temperatura e meio. Utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente obtiveram-se rendimentos expressivamente maiores chegando a quase 100 % em 3 h de reação a 110 °C. Além da utilização de reator batelada, ensaios em reator contínuo também foram realizados com frutose, DMSO e resina SGC650H como catalisador no leito recheado. A análise das reações com DMSO permitiu concluir que o aumento da temperatura e a redução do tamanho da partícula do catalisador favorecem a reação, ao contrário da concentração de alimentação da frutose. Considerando um modelo cinético de pseudo primeira ordem, obtiveram-se constantes cinéticas e parâmetros de Arrhenius, que variaram com a concentração de reagente alimentado. Essa variação mostrou-se linear para a relação de Cremer-Constable o que indicou que o modelo foi insuficiente para caracterizar a reação. Testaram-se também modelos de taxas de reação de Langmuir-Hinshelwood (LHHW) com uma etapa limitante, porém não foi possível obter uma equação de taxa por esta abordagem.