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).

Navegar

Agora exibindo 1 - 9 de 9

Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da formação zeolítica em sínteses com diferentes proporções de Si/Al via processo hidrotermal a partir de caulim durp (flint)
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-23) FERREIRA, Aline Lopes; PINHEIRO, Alice dos Prazeres; http://lattes.cnpq.br/6671972168040423; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A síntese zeolítica é composta por diversos fatores reacionais, no qual ao se alterar uma condição, pode ocasionar na modificação significativa da tendência de intensidade dos cristais zeolíticos ou do tipo de zeólita formada. Nesse contexto, este trabalho tem o objetivo de explorar a mudança da proporção de Si/Al em diferentes períodos de tempo e analisar o produto formado. Inicialmente, foi realizada a caracterização do caulim duro através de análises de FRX, DRX, MEV, TG, DTG e DSC. Posteriormente, efetuou-se a calcinação do caulim duro a 650 °C por 2 horas, com finalidade de transformar o material de partida em metacaulinita facilitando a reestruturação em zeólita no meio reacional do processo hidrotermal dinâmico. Ao todo, foram realizadas 7 sínteses hidrotermais com proporções de Si/Al diferentes, cada uma com duração de 6 horas. Em cada síntese foi retirada alíquotas de meia em meia hora sendo filtradas, cujo líquido foi utilizado para realização da titulação, enquanto o material particulado do período de 1, 2, 4 e 6 horas foram aplicados para a verificação no Difratograma de Raios X (DRX) e MEV. Em todos os produtos foram observadas as fases cristalinas referentes à zeólita A, sodalita e em alguns pontos de faujasita e cancrinita. Diante dos dados obtidos, verificou-se que todas as composições utilizadas tiveram resultados satisfatórios com formação de zeólita desde 1 hora de síntese, ou seja, curto período de tempo. Além disso, foi possível verificar de forma visível através da intensidade dos picos e surgimento ou desaparecimento de tipos zeolíticos, a interferência do tempo e da proporção de Si/Al no meio. Além do DRX, utilizou-se a análise por dendrograma com intuito de identificar agrupamentos, ou seja, quais produtos tiveram características semelhantes podendo analisar intervalos de melhor formação. O MEV foi realizado com o material de 1 hora, verificando morfologia característica de zeólita A e sodalita principalmente nas proporções de Si/Al=1 e 1,5. A concentração de NaOH no meio, verificada por meio da titulação, apresentou pouco consumo deste reagente ao longo da síntese. Dessa forma, concluiu-se que as condições reacionais aplicadas no caulim duro mostraram capacidade de formar zeólitas, possibilitando a verificação da formação.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação do potencial biotecnológico para o tratamento de um minério de ouro de uma mina do estado do Amapá
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-08) GRANGEIRO, Luana Cardoso; BEVILAQUA, Denise; http://lattes.cnpq.br/9156111627025084; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A bioxidação é um dos pré-tratamentos utilizados antes da cianetação convencional para promover a solubilização de metais como cobre, ferro através da ação oxidante de micro-organismos nos sulfetos metálicos. Esta técnica consolidada é utilizada antes do processo de cianetação para reduzir o consumo de cianeto livre e tornar o ouro acessível aos processos posteriores de recuperação, elevando significativamente a extração deste metal. Desta forma, o presente trabalho consiste em estudar a melhor rota biotecnológica para o pré-tratamento de um minério aurífero e o efeito destes tratamento na avaliação do consumo de cianeto durante a cianetação . Para este fim, testes de bioxidação foram conduzidos em escala de laboratório utilizando um minério aurífero (90g/ton Au) proveniente de uma mina situada no Estado do Amapá, Brasil. As culturas bacterianas utilizadas nos testes biológicos de 20 dias foram Acidithiobacillus ferrooxidans, linhagem LR e Acidithiobacillus thiooxidans, linhagem FG01. Os produtos do processo de bioxidação foram submetidos a ensaios de cianetação para testes de avaliação de consumo de cianeto e recuperação de ouro. Os estudos experimentais realizados mostraram que após 24h de cianetação da amostra mineral sem tratamento a recuperação de ouro foi de 93% (32 mg/L) com o consumo de NaCN de 2,86 kg.t-1, enquanto a melhor extração entre as amostras bioxidadas foi a do biorreator R2 de condição oxidante com 87% (30 mg/L) de ouro, e com consumo de 2,64 kg.t-1 de NaCN. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da técnica de bioxidação antes da cianetação para a redução no consumo de cianeto.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência da granulometria no comportamento reológico de polpa de bauxita e no fator de atrito
(Universidade Federal do Pará, 2011-09-14) BRUM, Sebastião Martins; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O presente trabalho apresenta estudos de caracterização reológica e determinações de fatores de atrito em três polpas de bauxita, originárias da Mina de Miltônia, Paragominas – Pará, resultantes de condições operacionais com graus diferentes de moagem. Deste modo, a diferenciação básica entre as mesmas reside na distribuição granulométrica. O objetivo é fazer uma proposta de revisão da especificação granulométrica do produto (polpa de bauxita para o mineroduto), permitindo uma comparação com as polpas do projeto (planta piloto) e da operação atual (usina de beneficiamento) quanto a resposta a alterações, principalmente, da viscosidade e fatores de atrito. A polpa proposta incorpora um percentual maior de finos (< 10 microns) em relação as demais polpas. Os benefícios possibilitarão ganhos de recuperação com a incorporação desta parcela de finos, a qual atualmente é descartada para a bacia de rejeitos. O material foi caracterizado por análises granulométricas da série Tyler, físicas e físico-químicas, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de raios-x dispersiva em energia (EDS). Utilizando-se de um viscosímetro de cilindros coaxiais, tipo Searle, abordo use os aspectos reológicos destas polpas, em função da sua distribuição granulométrica e da variação da concentração de sólidos. As propriedades reológicas avaliadas foram a viscosidade, a tensão de escoamento e também os comportamentos que mostram a dependência da viscosidade com o tempo de aplicação de uma taxa de cisalhamento constante, verificando-se por meio de curva de histerese, a existência ou não da tixotropia e da reopexia. Os resultados experimentais mostraram que para as polpas ensaiadas, a granulometria e a concentração de sólidos são parâmetros relevantes na determinação da viscosidade. Os testes com estas três polpas de bauxita, de granulometrias diferentes, foram realizados a concentrações pré-determinadas, de modo a determinar o modelo reológico cujos parâmetros apresentaram os melhores coeficientes de correlação (R2), sendo que os melhores ajustes encontrados foram segundo o modelo de Herschel-Bulkley. Os fatores de atrito foram obtidos por formulações que envolvem uma relação logarítmica, utilizando-se da Lei da Parede como método de obtenção das expressões aplicáveis a estes fluidos não- Newtonianos viscoplásticos, sendo comparados com os calculados pelas correlações de Dodge e Metzner e verificou-se que de uma maneira geral há a concordância entre o modelo estudado nas três polpas. A análise dos fatores de atrito na concentração de 50% de sólidos, concentração de bombeio por mineroduto, mostra que o comportamento das polpas estudadas é semelhante, com os melhores ajustes para a faixa de 10.000 a 100.000 Reynolds (faixa média de trabalho para o escoamento turbulento de polpas de minério, homogêneas e heterogêneas).
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido na produção de agregado cerâmico a base de aluminossilicatos e resíduo do processo Bayer
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-10) BRITO, Carlos Eduardo Costa; SOUSA, Jose Antonio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A grande preocupação em relação a geração de resíduos industriais está relacionada aos efeitos que estes materiais podem ter sobre o meio ambiente e a saúde humana, tendo em vista que os resíduos perigosos produzidos pela indústria necessitam de cuidado e atenção especial, pois se geridos de forma inadequada, podem vir a se tornar uma grave ameaça ao meio ambiente. Neste sentido, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem do resíduo proveniente do processo Bayer, como matéria prima na produção de agregado sintético, visando a construção civil. Além disso, este estudo analisou a influência do óxido de cálcio nas reações de estado sólido durante a sinterização na produção de agregados cerâmicos a base de resíduo do beneficiamento da bauxita por conta deste óxido, além de material fundente, também atuar na formação de vidro de menor viscosidade, podendo influenciar de forma positiva na resistência mecânica do material. Para a conformação dos agregados foi adotada uma composição à base de resíduo de bauxita e sílica com e sem adição de óxido de cálcio. As pelotas foram produzidas em tambor rotativo e sinterizado em temperaturas de 1180, 1200 e 1250 °C com patamar de queima de 3h. Para a caracterização das matérias-primas foram empregadas as técnicas de Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica (TG). Para a caracterização do agregado foram realizados os ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), DRX e DSC das formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. As propriedades físicas e tecnológicas determinadas foram: Absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente. Os estudos realizados neste trabalho mostram que o resíduo de bauxita pode ser aplicado como fonte de matéria-prima alternativa para a produção de agregado cerâmico sintético. Os resultados obtidos mostram ainda que a utilização do óxido de cálcio influenciou diretamente nas reações de estado sólido, principalmente na reação de formação de mulita. Desta forma, a produção de agregado sintético com adição de óxido de cálcio mostrou-se uma destinação promissora para o resíduo do processo Bayer.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da influência do tempo de reação e do teor de “Na” na síntese de zeólitas
(Universidade Federal do Pará, 2013-04-05) RODRIGUES, Emerson Cardoso; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Este trabalho objetiva sintetizar zeólita tipo “A” utilizando como matéria-prima caulim de enchimento. A síntese das Zeolitas foi realizada em curto tempo e sem agitação. Os materiais de partida e o produto obtido foram identificados e caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Espectrometria de Fluorescência de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Granulométrica e Análise Térmica Diferencial e Gravimétrica (DTA e TG). No processo de síntese foi utilizado como fonte de sílica e alumina o metacaulim, que foi calcinado na temperatura de 600 °C, por 2 horas de patamar de queima em um forno tipo mufla. Como fonte de sódio se utilizou uma solução de hidróxido de sódio 5 M, no sistema também foi adicionado água destilada. Foram realizadas diversas sínteses no interior de uma estufa a 110 °C. A variação no tempo de reação e no teor de sódio foram as variáveis estudadas no processo. Os resultados da síntese da zeólita A se mostraram satisfatório, principalmente no tempo de 10 h e com a relação Al/Na = 0,57. O tempo de reação e a quantidade de sódio são diretamente proporcionais à formação de outra fase zeolítica denominada hidroxisodalita. A partir da zeólita A, por troca iônica com uma solução de cloreto de cálcio foi possível obter a zeólita 5A sem agitação.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da temperatura de calcinação na redução da hematita e na liberação do titânio na lama vermelha (resíduo do processo bayer)
(Universidade Federal do Pará, 2016-12-26) VIEGAS, Bruno Marques; MAGALHÃES, Edilson Marques; CV: http://lattes.cnpq.br/1570353513360972; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Neste trabalho foi proposto uma rota tecnológica visando a redução da hematita à magnetita e a liberação do titânio presente na lama vermelha oriunda da Hydro Alunorte. As análises de fluorescência e difração de raios X mostraram que a lama vermelha apresenta em sua composição aproximadamente 5% de óxido de titânio como anatásio e 28% de óxido de ferro nas formas de hematita e goethita. Sendo assim, a rota proposta possibilitará a obtenção de um material com características magnéticas o qual poderá ser utilizado como fonte de titânio após a extração dos compostos de ferro de forma magnética. Dessa forma, foi realizada a redução da hematita à magnetita, através de tratamento térmico em atmosfera redutora. Para a realização desta, foram realizadas misturas em diferentes concentrações de lama vermelha e carvão vegetal. Essas misturas foram calcinadas nas temperaturas de 500, 600 e 1000 ºC durante 2 horas. Em seguida, foram realizadas análises de difração de raios X, as quais mostraram que a hematita foi reduzida à magnetita em todas as condições experimentais e que para as misturas calcinadas a 1000 ºC, além da formação da magnetita, houve também a da maghemita. Através de análises de espectroscopia raman e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se que para as temperaturas de calcinação de 500 e 600 ºC o titânio permaneceu na forma livre de anatásio, porém para a calcinação a 1000 ºC este passou para a forma combinada com ferro (ilmenita). A rota tecnológica possibilitou a formação de magnetita a partir da lama vermelha, a qual pode vir a ser extraída com a utilização de um separador magnético.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e simulação da solidificação direcional vertical ascendente de ligas binárias: solução via método das linhas
(Universidade Federal do Pará, 2015-07-08) GIRARD, Cássia Karina Teixeira; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O Método das Linhas (MOL) foi utilizado na análise das equações que descrevem o processo de transferência de calor durante o processo de solidificação de ligas binárias. O modelo físico consistiu em simular a solidificação dessas ligas com base em resultados experimentais, existentes na literatura, obtidos em um dispositivo de solidificação direcional vertical ascendente. Um código computacional baseado em linguagem de programação FORTRAN 90/95, utilizando a sub-rotina DIVPAG da biblioteca IMSL, foi desenvolvido para resolver numericamente os sistemas de equações diferencias ordinárias. As variáveis térmicas tais como velocidade da isoterma liquidus (VL), gradiente térmicos (GL) e taxa de resfriamento (TR) foram determinadas a partir das curvas de resfriamento para ligas de três diferentes sistemas utilizados nesse trabalho (Al- Sn, Al-Cu e Sn-Pb). Finalmente, foram realizadas comparações dos resultados numéricos obtidos nesse estudo com valores da literatura, demonstrando a potencialidade da técnica utilizada em tratar problemas dessa natureza.
Acesso aberto (Open Access)
NFPR - Um Coletor automático de amostras de baixo custo
(Universidade Federal do Pará, 2021-07-23) MATOS JÚNIOR, Berilo Costa de; RIBEIRO, Nielson Fernando da Paixão (in memorian); http://lattes.cnpq.br/0755443458423442; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A evolução da automação em processos industriais trouxe diversos benefícios à humanidade. A utilização de sistemas automáticos vem crescendo e se tornando cada vez mais frequentes nas máquinas e nos projetos, objetivando uma maior produção, confiabilidade e redução de custos. Devido ao alto valor de equipamentos tecnológicos, é necessário buscar alternativas mais viáveis financeiramente para obter resultados eficientes e precisos. Uma questão comumente encontrada em laboratórios de engenharia química é a dificuldade de coleta de amostras por um período longo, por exemplo, experimentos para determinar curva de ruptura em adsorção. Com isso, este trabalho propõe desenvolver um equipamento de baixo custo, no qual, realize a coleta de um líquido automaticamente. A partir de um microcontrolador, o Arduino Mega , é possível interligar a técnica de programação com linguagem de código aberto (open-source) baseado em C++. Elaborando um algoritmo de comando para o controle e operação dos motores de passo e da válvula solenoide. Foram realizados diversos testes de precisão de posicionamento e coleta de volume para: 5, 10 e 15 ml. O protótipo apresentou bons resultados definidos pela média e desvio padrão das amostras coletadas. A implantação deste equipamento tende a melhorar a condição de trabalho dos usuários, garantindo uma melhor precisão, evitando desperdícios pela coleta manual e trazendo comodidade. Observa-se que o protótipo apresenta um valor monetário até dez vezes inferior aos equipamentos consolidados no mercado. Demonstrando que é uma proposta viável e promissora para laboratórios que necessitam de coleta automática de volume.
Acesso aberto (Open Access)
A técnica da transformada integral aplicada em modelos de transporte de massa em meios porosos
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-27) FERREIRA, Josiel Lobato; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) foi utilizada, em um primeiro momento, na análise do processo de extração supercrítica, no estudo da extração de β- caroteno de cenouras, óleo de sementes de gergelim, óleo de canola e óleo de priprioca. Neste caso analisou-se o efeito do tamanho das partículas, pressão e temperatura na quantidade acumulada extraída e o efeito do fluxo na taxa de extração. Utilizou-se dois modelos, baseados em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo e os resultados foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em um segundo momento a GITT foi utilizada na modelagem e simulação do processo de reforma de metano com CO2 em reator catalítico de leito fixo. Os catalisadores utilizados foram de Níquel suportados em Alumina ( Ni  - Al2O3 ). Neste caso avaliou-se o efeito da temperatura nos perfis de concentração de todos os componentes envolvidos. Utilizou-se um modelo, baseado em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo de reforma considerando as reações de decomposição do metano e as reações reversas de Boudouard e gás-água (shift), os resultados também foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em ambos os casos aplicou-se a Técnica das Equações Integrais Acopladas (CIEA) na simplifiação dos modelos propostos a fim de se eliminar a dependência radial das equações que governam a transferência de massa nas partículas, para a posterior aplicação da GITT. Os modelos resultantes foram solucionados numericamente usando-se a rotina DIVPAG da biblioteca IMSL.

Navegar

Navegando Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC por Orientadores "MACÊDO, Emanuel Negrão"