Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2309
O Mestrado Acadêmico iniciou-se em 1992 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).
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Navegando Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC por Orientadores "FRANÇA, Luiz Ferreira de"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação da influência da natureza da matriz sólida sobre a extração supercrítica de óleos vegetais(Universidade Federal do Pará, 2013-05-10) COSTA, João Fernando Alves; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172A extração de substâncias de substratos sólidos tanto a baixas como a altas pressões envolve pelo menos duas fases, uma sólida e outra fluida. O conteúdo de soluto em cada fase é expresso em termos do volume da fase e/ou do volume do solvente. Então para modelar a transferência de massa interfacial, é necessário um coeficiente de partição. Em geral a forma mais simples para tratar o problema é modelar as fases separadamente. O mecanismo de transferência de massa predominante pode variar de sistema para sistema. Para alguns substratos a maior resistência pode estar na fase sólida e para outros ela está na fase fluida. Como na interface as concentrações referentes a cada fase são representadas por grandezas diferentes, as fases têm de ser modeladas separadamente. No entanto, dependendo do sistema, pode haver um mecanismo de transferência predominando sobre o outro e, muitos efeitos podem ser desprezados para a simplificação do modelo. A utilização de modelos matemáticos mais simples requer uma combinação das variáveis na definição de parâmetros mais abrangentes que possam representar o fenômeno. Neste trabalho as curvas de extração foram ajustadas a um modelo que descreve a transferência de massa interfacial como uma cinética de primeira ordem, tendo a constante da velocidade de extração único parâmetro de ajuste. Propõe-se que este parâmetro de ajuste depende da solubilidade do soluto no solvente supercrítico e das características do substrato solido. Para isto foram feitos experimentos de extração com babaçu, açaí em pó e polpa de pupunha, usando dióxido de carbono supercrítico nas condições de 20, 25 e 30 MPa a uma temperatura de 50 ºC. Os resultados mostraram que os dados experimentais se ajustam bem a um modelo com uma constante característica de cada material, com valores 4,1983 x 10-5 m/kg∙s para o babaçu, 4,2258 x 10-5 m/kg∙s para a pupunha e 3,9115 x 10-5 m/kg∙s para o açaí em pó.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação do processo de produção de etanol pela fermentação do caldo de mandiocaba (Manihot esculenta Crantz)(Universidade Federal do Pará, 2013-02-28) SOUZA, Leiliane do Socorro Sodré de; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172Foram realizadas determinações físico-químicas na raiz de mandiocaba, sendo estas: umidade, fibras, proteínas, cinzas, lipídios totais, açúcares redutores e totais; o caldo foi caracterizado através das análises de pH, sólidos solúveis totais, glicose e acidez titulável. Após o conhecimento dos constituintes físico-químicos da matéria-prima, o caldo de mandioca doce foi extraído e fermentado utilizando a levedura Saccharomycescerevisiae PE-2. Foram realizados 15 ensaios que seguiam as condições determinadas através do planejamento experimental de Box-Behnken, com 3 variáveis independentes: temperatura (ºC) (X1), pH (X2), e concentração de inóculo (g/L) (X3); os limites dos níveis de trabalho foram determinados através de dados encontrados na literatura; a análise estatística foi realizada com p>0,05. Através da análise de variância foi proposto um modelo polinomial de segunda ordem para a resposta teor alcoólico (ºGl), e com a utilização da metodologia de superfície de resposta à condição ótima para o desenvolvimento do processo fermentativo do caldo de mandioca doce sem adição de nutrientes e em sua concentração de substrato original (6,46 g/L), a: temperatura de 28ºC, pH de 4,88, e concentração de inóculo de 10 g/L. Nestas condições foi realizado um ensaio, cujo objetivo foi o de levantar as curvas de crescimento celular (levedura), produção de CO2, consumo de açúcares redutores e produção de etanol, para melhor compreensão do processo de fermentação do caldo de mandioca doce. Através da curva de crescimento celular foi determinada a duração da fase exponencial, utilizando o método de regressão linear; neste estudo esta etapa ocorreu em diferentes intervalos de tempo. O valor de µm encontrado foi de 0,05 h-1.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Decomposição catalítica do glicerol em fase vapor usando a perovskita cecuxni1-xo3 (x=0;0.25) como precursor catalítico(Universidade Federal do Pará, 2017-03-09) ESTRADA, Marcial Antonio Fuentes; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172; RIBEIRO, Nielson Fernando da Paixão; http://lattes.cnpq.br/0755443458423442A utilização dos combustíveis fósseis como fonte principal de energia tem levado à geração de inúmeros problemas ambientais e econômicos, criando a necessidade de diversificação da matriz energética. No Brasil país com vasta extensão territorial e agroindústria bem estabelecida destaca-se a produção de biocombustíveis, tais como: etanol e biodiesel. Particularmente, a produção de biodiesel com os crescentes incentivos governamentais tem sua produção aumentada exponencialmente a cada ano, colocando o Brasil em destaque no cenário mundial de biocombustíveis. No processo de transesterificação de óleos vegetais com um álcool primário, além do biodiesel, é gerada a glicerina bruta numa proporção de 10% a 11% em volume. O biorrefino da glicerina oriunda da fabricação do biodiesel torna a produção do biodiesel economicamente mais viável, levando a formação de diferentes produtos, com elevado valor agregado. Por esse motivo, o presente trabalho tem como principal objetivo a valorização da cadeia de produção do biodiesel pela transformação do glicerol em produtos de maior valor através reação de decomposição catalítica utilizando perovskitas do tipo CeNi1-xCuxO3 (x=0 e 0,25) como catalisadores. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de altas temperatura (500 oC) favorece a produção de gás de síntese com relação H2/CO próximo de 1. Isto ocorre pelo forte craqueamento da molécula do glicerol, visto que a temperaturas inferiores há tendência a formação de produtos líquidos oxigenados favorecidos pelas reações de desidratação e o moderado craqueamento do glicerol. A 410 °C e atmosfera reacional inerte, hidroxiacetona (acetol) foi o produto majoritário apresentando seletividade na faixa de 22-28% dependendo do catalisador utilizado. O efeito da adição de hidrogênio na carga reacional foi investigado e sua inserção promoveu a hidrogenação da hidroxiacetona, levando ao aumento da seletividade para o 1,2-propanodiol cuja seletividade variou na faixa de 4-9%, dependendo do catalisador.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Processo de Transformação termoquímica dos cachos sem frutos de dendê (Elaeis guineensis, Jacq)(Universidade Federal do Pará, 2016-05-12) RABELO, Rafael Farias; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172O processamento térmico de biomassa é uma operação importante para agregar valor aos resíduos gerados pelas indústrias de dendê. O objetivo deste trabalho foi acompanhar a influência da temperatura (400, 500, 600 e 700°C) e do tamanho das partículas no processamento térmico de cachos sem frutos (CSF) de palma. Utilizouse um equipamento para processamento térmico contendo um reator de 4,4x10-4 m3, com possibilidade de recuperação de produtos sólidos e líquidos. As matérias primas utilizadas eram constituídas de frações do CSF com granulometrias variadas (amostra inteira (sem peneiramento), fração grossa (retida em peneira de 28 mesh), fração média (retida em peneira de 60 mesh) e fração fina (retida no fundo da peneira)), que foram devidamente caracterizadas através de análise imediata, composição lignocelulosica, termogravimetrica e poder calorifico superior. Nos produtos sólidos foi feita a análise imediata e poder calorifico superior e nos produtos líquidos foram realizadas as medidas de poder calorifico superior, densidade, viscosidade cinemática e pH. O rendimento máximo de sólido ocorreu a 400ºC, o de produto gasoso a 700oC e o de líquido apresentou valores equivalentes nas temperaturas de 400, 500 e 600°C. As matérias-primas utilizadas apresentaram em sua composição lignocelulósica valores que variaram de 45 a 53% de celulose, 17 a 23% de hemicelulose e 30 a 40% de lignina. A análise termogravimétrica mostrou maiores porcentagens de degradação na temperatura de 300°C, indicando maior perda de massa relativa à celulose. Produto sólido apresentou maiores teores de carbono fixo e menores teores de voláteis a 600 e 700°C, apresentou também ganhos significativos quanto ao poder calorifico, de 40,57 a 55,04% para amostra inteira, de 56,74 a 70,12% para fração grossa, de 44,22 a 54,25% para fração média e de 32,77 a 45,52% para fração fina. Produto líquido também apresentou ganhos significativos quanto ao poder calorifico, de 56,48 a 68,59% para amostra inteira, de 71,69 a 85,00% para fração grossa, de 54,76 a 66,28% para fração média e de 46,42 a 63,31% para fração fina. Valores de densidade, viscosidade cinemática e pH diminuíram com a redução granulométrica de CSF.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Produção de biodiesel através da hidroesterificação do óleo de andiroba (Carapa guianensis, Aubl.) via Catalise Heterogenea Acida(Universidade Federal do Pará, 2011-06-30) TEIXEIRA, Evilácio Luz; SOUZA, Mariana de Mattos Vieira Mello; http://lattes.cnpq.br/8882084525542926; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172O processo de hidroesterificação (hidrolise seguida de esterificação) se constitui como uma alternativa ao processo convencional de produção de biodiesel, pois permite o uso de matérias-primas de qualquer teor de água e de ácidos graxos. O biodiesel foi gerado a partir da esterificação do óleo de andiroba com alto teor de ácidos graxos sendo utilizado o oxido de nióbio em pó da CBMM (HY-340) como catalisador. Para execução dos experimentos foi utilizado um reator autoclave (batelada). A reação de hidrolise foi conduzida na temperatura de 300°C, ~1200psi e razão molar água/óleo de 20. Nas reações de esterificação foram observados os efeitos da razão molar metanol/acido graxo (1,2; 2,1 e 3,0), da temperatura (150, 175 e 200oC) e da concentração de catalisador (0, 10 e 20% m/m) tendo como resposta a conversão e a taxa inicial da reação. Os dados foram conduzidos segundo um planejamento experimental (fatorial com 23 e adição de 3 pontos centrais) analisado pelo programa Statistica. A conversão das reações de esterificação foi monitorada a partir de medidas titulometricas de acidez das alíquotas, retiradas nos tempos de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45 e 60 min. Nos experimentos de esterificação a maior conversão obtida foi 96,1% com temperatura de 200oC, 20% m/m de catalisador e razão molar metanol/acido igual a 3,0. Eliminando o catalisador e considerando os mesmos niveis para as outras duas variáveis analisadas (temperatura e razão molar), foi obtida uma conversão de 95,3%, porem foi observada uma taxa de conversão menor tendo-se um aumento de 35 minutos no tempo de reação comparando com a reação catalisada.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Produção de biodiesel da gordura de murumuru (Astrocaryum murumuru) via catálise heterogênea(Universidade Federal do Pará, 2010-09-24) TEIXEIRA, Louise Carolina Gonçalves; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172; CORRÊA, Nádia Cristina Fernandes; http://lattes.cnpq.br/5763999772352165Neste trabalho investigou-se a viabilidade da oleaginosa Murumuru (Astrocaryum murumuru) como matéria prima para a produção de biodiesel através do uso de catálise heterogênea básica na transesterificação. O murumuru é um fruto constituído de polpa e amêndoa, sendo que esta produz cerca de 50% de uma gordura branca, inodora, com a vantagem de não rancificar facilmente, pois é rica em ácidos graxos saturados de cadeia curta como láurico e mirístico. O biodiesel convencionalmente é produzido através da rota catalítica básica homogênea. No entanto, essa rota apresenta algumas desvantagens, tais como: a saponificação dos ésteres e a dificuldade de remoção do catalisador. Por outro lado, a rota catalítica heterogênea evita os inconvenientes da catálise homogênea, reduzindo a quantidade de efluentes aquosos gerados no processo e a reutilização dos catalisadores. O catalisador heterogêneo hidrotalcita foi sintetizado e caracterizado através das análises de fluorescência de raios X, difratometria de raios X, análise termogravimétrica, análise textural (método BET) e microscopia eletrônica de varredura. Foi realizado um planejamento fatorial completo utilizando metanol como reagente. As variáveis independentes foram temperatura, razão molar e concentração de catalisador e a variável de resposta foi a conversão, medida através do método espectrofotométrico. Essas reações foram conduzidas em um reator batelada pressurizado. A melhor conversão encontrada a partir do planejamento foi de 88,97% para razão molar de metanol/óleo igual a 12, temperatura de 200ºC e concentração de catalisador igual a 6%, em 1 hora de reação. Para essa condição, foram realizados estudos cinéticos e testada a utilização de etanol, através do estudo cinético pode-se obter uma boa correlação entre as constantes cinéticas e conversão, quando utilizado o modelo que considera reação reversível, reação química como etapa controladora que segue o mecanismo de Eley Rideal.