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Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2022-10-11T18:52:47Z No. of bitstreams: 1 Luma_Oliveira_2022.pdf: 3374619 bytes, checksum: 4cb44775b4e20b53013e2ec952cc5d31 (MD5) Made available in DSpace on 2022-10-11T18:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luma_Oliveira_2022.pdf: 3374619 bytes, checksum: 4cb44775b4e20b53013e2ec952cc5d31 (MD5) Previous issue date: 2022-06-03 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The objective of this work was the fabrication and characterization of functionalized polymeric membranes with composite synthesized from the combination of Ni-ZnO and chicken eggshell (COG) for use in separation processes. Therefore, polymeric polysulfone membranes were prepared by the phase inversion method and functionalized on the surface (ME) and in the polymeric dispersion (MI) with 1% of the Ni-ZnO/COG composite in the preliminary tests and with 1% and 2.5 % Ni-ZnO/COG in tests with membranes with different concentrations of composite. In the preliminary tests, the compaction and filtration of the proteins egg albumin, hydrolyzed collagen and type II collagen were carried out, while in the tests using membranes with different concentrations of composite, the compaction and filtration of type II collagen were carried out. Three cleaning methods were developed (Method A, B, C) and used under different operating conditions. In addition to the filtration tests, the functionalized membranes with different concentrations of composite (M0%, ME 1%, ME 2.5%, MI 1% and MI 2.5%), COG, Ni-ZnO and Ni- ZnO/COG were characterized by thermal, mechanical, surface, morphological and structural analyses. For the membrane that presented the best results, the study of the influence of type II collagen concentration (0,1; 0,5 e 1,0 g L-1) and fouling was carried out. The results showed that the Ni-ZnO/COG composite showed high thermal stability up to 250 ºC, with the presence of CaCO3 and ZnO in its structure being identified. The functionalized membranes showed higher porosity, water absorption and hydrophilicity, and high values of permeate flux (approximately 3700 Kg m-2 h-1), compared to the membrane without the composite insert (M 0%). The average rejection obtained by the functionalized membranes with different concentrations of composite was approximately 55%. Membrane cleaning with Methods A and B proved to be inefficient for all manufactured membranes (Firrev > 59% and Ft > 80%). Method C proved to be efficient with irreversible fouling values lower than 15% and flow recovery higher than 85%. Among the membranes with different levels of composite, the ME 2.5% was the one that presented the best results, being evaluated in it the influence of the type II collagen concentration (0.1; 0.5 and 1.0 g L-1). It was observed that the permeate flux was inversely proportional to the type II collagen concentration, while membrane rejection was directly proportional to this concentration. Furthermore, it was found that the ME 2.5% membrane can be reused for 3 cycles (Method C), as it maintains a high flow recovery value (>83%) with low irreversible fouling ( 59% e Ft> 80%). O Método C mostrou-se eficiente com valores de fouling irreversível menores que 15% e recuperação do fluxo maior que 85%. Dentre as membranas com diferentes teores de compósito, a ME 2,5% foi a que apresentou os melhores resultados, sendo nela avaliada a influência da concentração de colágeno tipo II (0,1; 0,5 e 1,0 g L-1). Observou-se que o fluxo permeado foi inversamente proporcional à concentração de colágeno tipo II, enquanto a rejeição da membrana foi diretamente proporcional a essa concentração. Além disso, verificou-se que a membrana ME 2,5% pode ser reutilizada por 3 ciclos (Método C), pois mantém elevado valor de recuperação de fluxo (>83%) com fouling irreversível baixo (

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Lucas Subtil Coorientadora: Profa. Dra. Camila Clementina Arantes Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2022. O reator anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo (UASB) é um marco no tratamento de efluentes, porém, usualmente requer pós-tratamento para atender padrões de emissão ou produção de água de reúso. Coagulantes naturais tem grande potencial para tratar efluentes anaeróbios com menor impacto ambiental, enquanto a adoção de módulos externos com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF) tem sido cada vez mais frequentes para seu pós-tratamento. Porém, a comparação técnica e econômica destas tecnologias não é realizada com frequência. Outra possibilidade é a pré-adição de coagulantes ao sistema de membranas, no entanto pesquisas avaliando este emprego dos coagulantes naturais são raras. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar e comparar sistemas de coagulação, floculação e sedimentação com coagulantes a base de tanino e de alumínio à sistemas de filtração por membranas com diferentes tamanhos de poro (MF e UF) para tratamento de efluente de reator UASB, avaliando-se também a adição de coagulantes a um sistema de UF. Tanino modificado por reação de Mannich (TANm) e cloreto de polialumínio (PACl) comerciais, em dosagens de 10 a 500 mg/L de princípio ativo, foram usados em ensaios de jar test, onde o TANm afetou menos o pH, consumiu menos alcalinidade e produziu menos lodo comparado ao PACl, porém este atingiu maior remoção de turbidez (89-97%), DQO (70-72%) e fósforo (65-98%) na faixa de dosagem de 25 a 100 mg/L. Os ensaios de filtração foram feitos em célula teste simulando filtração tangencial, com excelente remoção de turbidez (96%) e matéria orgânica (69-72%) com MF e UF. Obteve-se maior fluxo de operação e menor resistência do fouling com MF, apesar de maior decaimento do fluxo. Na avaliação econômica, os custos operacionais foram maiores para os sistemas de coagulação devido ao custo dos coagulantes e da disposição do lodo, sendo MF o sistema de menor custo, com tempo de retorno estimado para o investimento (payback simples) de 1,0 a 0,3 ano. Para o sistema de filtração por membranas com adição coagulantes, doses de 10, 25 e 40 mg/L de princípio ativo foram empregadas, com adição à célula teste após mistura rápida. Ensaios de fluxo limitante, filtrabilidade da amostra e reversibilidade do fouling foram feitos e indicaram aumento dos valores de fluxo limitante e redução do decaimento do fluxo e da resistência específica da camada de torta com uso de coagulantes, com maior produção de permeado, mas com aumento do fouling irreversível. Remoção de poluentes foi similar para os sistemas avaliados, exceto por alguns parâmetros de matéria orgânica e turbidez, além de remoção de fósforo com PACl. Na avaliação econômica, os coagulantes foram capazes de reduzir a área de membrana requerida para o tratamento, reduzindo custos com trocas de membrana e limpeza química, mas o custo de sua adição é elevado. O sistema sem coagulantes apresentou menor custo total e o payback simples foi de 1,3 a 0,4 ano. Recomendam-se ensaios futuros em escalas maiores e avaliação de parâmetros pertinentes adicionais para produção de água de reúso. The upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB) is a milestone in wastewater treatment, but it usually requires post-treatment in order to attend discharge standards or reuse water production. Natural coagulants have great potential for anaerobic effluent treatment with lesser environmental impact, while the adoption of microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) external membrane modules has been increasingly frequent for this post-treatment. However, technical and economical comparison of these technologies is not frequently realized. Another possibility is the pre-addition of coagulants to the membrane system, but researches evaluating this use of natural coagulants are rare. In this context, the objective of this work was to investigate and compare coagulation, flocculation and sedimentation with tannin-based and Al-based coagulants with membrane filtration systems with different pore size (MF and UF) for treatment of UASB effluent, and the adding of coagulants in a UF system was also evaluated. Commercial tannin modified by Mannich reaction (TANm) and polyaluminum chloride (PACl), in active principle dosages of 10-500 mg/L were used in jar test assays, where TANm affected less the pH, consumed less alkalinity and produced less sludge compared to PACl, but this reached higher turbidity (89-97%), COD (70-72%) and phosphorus (65-98%) in dosage interval of 25 to 100 mg/L. Filtration assays were made in a test cell simulating crossflow filtration, with excellent turbidity (96%) and COD (69-72%) removal with MF and UF. Higher operational flux and lesser fouling resistance were obtained with MF, despite higher flux decay. Economical evaluation showed that operational costs were higher for coagulation systems due to coagulants and sludge disposal costs, with MF being the system with lowest cost, with estimated return time for investment (simple payback) from 1.0 to 0.3 year. For membrane filtration systems with coagulant addition, active principle dosages of 10, 25 and 40 mg/L were employed, with addition to the test cell after rapid mixing. Critical flux, filterability and fouling reversibility assays were performed and indicated higher critical flux, less flux decay and specific cake layer resistance with use of coagulants, with higher permeate production, but with increase in irreversible fouling. Pollutant removal was similar for the evaluated systems, except for a few organic matter parameters and turbidity, beyond additional phosphorus removal with PACl. In the economic evaluation, coagulants were capable of reducing required membrane area for treatment, reducing membrane exchange and chemical cleaning costs, but its addition cost is high too. The system without coagulants presented the lesser total cost and the simple payback was from 1.3 to 0.4 year. Future trials with upscaling are recommended and evaluation of additional relevant parameters for reuse water production.

The membrane filtration process is a promising alternative for the purification of extracts rich in bioactive compounds, but some drawbacks should be considered such as the membrane fouling. Thus, the aim of the present study was the evaluation of membrane filtration assisted by ultrasound in the purification of cajá-manga extract. Pretreatment with microfiltration membrane (0.8 µm) was efficient in clarifying the extract, with a reduction of 92% and 22% for turbidity and total solids, respectively. The application of ultrasound increased the flow by 64% for the 50 kDa membrane and only 16% for the 150 kDa membrane. In addition, there was a significant improvement in the stabilized flow for ultrasound filtrations, with stabilized flows increasing by 35% for the 50 kDa membrane and 32% for the 150 kDa membrane. The total solids content after the ultrasound-assisted membrane filtration process decreased by 20% and 7%, for the 50 kDa and 150 kDa membranes, respectively. The scanning electron microscopy indicated that there was a greater agglomeration of particles in the membranes in the process without ultrasound after the permeation of the extract. The results suggest that the sequential pre-treatment process (microfiltration) and filtration through ultrasound assisted ultrafiltration membranes can potentially be applied to produce clarified cajá-manga extracts, with significant levels of bioactive compounds and low fouling in the filtration process. El proceso de filtración por membranas es una alternativa prometedora para la purificación de extractos ricos en compuestos bioactivos, pero se deben considerar algunas desventajas, como la obstrucción de la membrana. Así, el objetivo del presente trabajo fue la evaluación de la filtración por membranas asistida por ultrasonido en la purificación del extracto de cajá manga. El pretratamiento con membrana de microfiltración (0,8 µm) fue eficaz en la clarificación del extracto, con una reducción del 92% y 22% de turbidez y sólidos totales, respectivamente. La aplicación de ultrasonidos incrementó el flujo en un 64% para la membrana de 50 kDa y solo un 16% para la membrana de 150 kDa. Además, hubo una mejora significativa en el flujo estabilizado para las filtraciones por ultrasonido, con flujos estabilizados aumentando en un 35% para la membrana de 50 kDa y en un 32% para la membrana de 150 kDa. El contenido total de sólidos después del proceso de filtración por membrana asistido por ultrasonido disminuyó en un 20% y un 7%, para las membranas de 50 kDa y 150 kDa, respectivamente. La microscopía electrónica de barrido indicó que hubo una mayor aglomeración de partículas en las membranas en el proceso sin ultrasonidos luego de la permeación del extracto. Los resultados sugieren que el proceso de pretratamiento secuencial (microfiltración) y la filtración a través de membranas de ultrafiltración asistidas por ultrasonido pueden potencialmente aplicarse para producir extractos clarificados de anacardo y mango, con niveles significativos de compuestos bioactivos y baja obstrucción en el proceso de filtración. O processo de filtração por membrana é uma alternativa promissora para a purificação de extratos ricos em compostos bioativos, mas algumas desvantagens devem ser consideradas, como o entupimento da membrana. Assim, o objetivo do presente estudo foi a avaliação da filtração por membrana assistida por ultrassom na purificação do extrato de cajá-manga. O pré-tratamento com membrana de microfiltração (0,8 µm) foi eficiente na clarificação do extrato sendo que ocorreu uma redução de 92% e 22% para turbidez e sólidos totais, respectivamente. A aplicação de ultrassom aumentou o fluxo em 64% para a membrana de 50 kDa e apenas 16% para a de 150 kDa. Além disso, ocorreu uma melhora significativa do fluxo estabilizado para as filtrações com ultrassom, sendo os fluxos aumentaram em 35% para a membrana de 50 kDa e 32% para a membrana de 150 kDa. O teor de sólidos totais após o processo de filtração por membrana assistido por ultrassom diminuiu em 20% e 7%, para as membranas de 50 kDa e 150 kDa, respectivamente. A microscopia eletrônica de varredura indicou que ocorreu maior aglomeração de partículas nas membranas no processo sem ultrassom após a permeação do extrato. Os resultados sugerem que o processo sequencial de pré-tratamento (microfiltração) e filtração através de membranas de ultrafiltração assistido por ultrassom pode ser potencialmente aplicado para produzir extratos clarificados de cajá-manga, com teores significativos de compostos bioativos e baixo entupimento no processo de filtração.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Lucas Subtil Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. O lançamento de águas urbanas servidas (AUS) sem tratamento causa problemas associados à saúde pública e à deterioração dos recursos hídricos. Neste contexto, os Biorreatores com Membranas Submersas (BRMS) e Biofilme (BRMS-BF), operados sob condições específicas para nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS), são uma opção viável para o tratamento de água AUS e seu potencial reúso. Este projeto de pesquisa teve como objetivos avaliar a remoção de nitrogênio via NDS, caracterizar o processo de fouling das membranas e identificar os principais microrganismos associados ao ciclo do nitrogênio em um sistema piloto BRMS-BF operado em diferentes concentrações de oxigênio dissolvido (OD) para o tratamento de AUS. O volume útil do reator foi de 156 L com módulo de 17 membranas (sintetizadas em fluoreto de vinilideno, PVDF) tipo placa plana de ultrafiltração de 0,1 ?m. O material suporte foi de poliuretano (gel termoplástico). O efluente utilizado foi da residência estudantil e o restaurante universitário da Universidade de São Paulo. Foram propostas duas fases de operação com concentrações de OD acima de 2, e 0,8 mgO2/L. Os valores de temperatura (T), Potencial de Redox (ORP), e pressão transmebranar (PTM) foram monitorados e os de pH, vazão (Q) e OD controlados, por meio de sensores. A aeração foi realizada controlando o fluxo através de rotação por meio de dois difusores de ar de 10 e 15 L/min. Os resultados para a fase I e II apresentaram os valores médios a seguir, respetivamente: T (24 e 23 ?), ORP (186 e -11 mV), PTM (0,02 e 0,04 bar), pH (6,9 e 6,7), Q (22 e 16 L/h), OD (2,2 e 0,9 mgO2/L) e SST (5,7 e 5,6 g/L). A remoção de matéria orgânica (DQO e DBO5 mg/L) e de turbidez foi maior de 96% e de 99%, respetivamente nas duas fases. A remoção de nitrogênio total foi de 33% para a Fase I e 74% na Fase II, apresentando melhoras na remoção a baixa concentração de OD. No entanto, a Fase II apresentou acúmulo de nitirto, que pode estar relacionado com a desnitrificação parcial, devido a ausência de carbono suficiente em presença de baixas concentrações de OD. As comindades de microrganismos observadas perteneceram principalmente ao filo Petrobacteria (abundância relativa > 70% na biomassa suspensa e o biofilme para a Fase I e II). O gênero Nitrospira foi o principal gênero identificado que influenciou o processo de oxidação de nitirito. Não foi encontrada diferença significativa entre os microrganismos presentes segundo o tipo de biomassa e a concentração de OD. Não houve uma redução significativa na permeabilidade das membranas, associada ao fouling, quando a concentração de OD foi reduzida para 0,9 mg/L. Urban waters served (UWS) without any kind of treatment causes problems which are related to public health and hydric resources deterioration. In this context, the Submerged Membranes Bioreactor (MBRS) and Biofilm (MBRS-BF), operated under specific conditions for simultaneous nitrification-denitrification (SND), are a viable option for UWS treatment and their potential reuse. The aim of this project is to evaluate nitrogen removal via SND, characterize the process of fouling of the membranes and identify the main microorganisms related to nitrogen cycle in a MBRS-BF pilot-system which was operated on different concentrations of dissolved oxygen (DO) for UWS treatment. Reactor useful volume was 156 L with 17-membranes module - (synthesized in a Polyvinylidene Fluoride - PDVF) - 0,1 ?m ultrafiltration flat-plate type. Support material was composed of polyurethane (thermoplastic gel). The used effluent has come as from student residence as USP's food court. Two operation-phases were proposed in which concentration was over 2, and 0,8 mgO2/L. Temperatures values (T), Redox potential (ORP) and trasmembrane pressure(TMP) was monitored as well as pH, leakage (L) and DO was controlled by sensors. Aeration was carried out by controlling flow in rotation through two air diffusers with 10 e 15 L/min capacity. The results for phases I and II performed the following average values, respectively: T (24 and 23), ORP (186 and -11 mV), PTM (0,02 and 0,04 bar), pH (6,9 and 6,7), Q (22 and 16 L/h), OD (2,2 and 0,9 mgO2/L) and SST (5,7 and 5,6 g/L). Organic matters removal (DQO and DBO5 mg/L) and turbidity was bigger, by ranging from 96% to 99%, respectively, in both phases of this operation. Total nitrogen removal was 33% for Phase I and 74% of Phase II, by perfoming best efficiency in concentration of low OD (0,9mgO2/L).However, phase II showed nitrite storage, which can be attributed to partial denitrification, due to absence of carbon enough in OD low concentrations. Observed microorganisms communities belonged to mainly Petrobacteria phylum (relative abundance > 70% in suspended biomass and biofilm for phases I and II). Nitrospira was the main genus found which influenced nitrite oxidation process. It was not found significant difference among these present microorganisms according to their biomass type and DO concentration. There were not any significant reduction on membranes permeability, related to fouling, when DO concentration was reduced to 0,9 mg/L.

O mercado de biorreatores com membranas (BRMs) têm exibido alto crescimento. Contudo, o fouling diminui o desempenho desses sistemas drasticamente. A aeração promove a mitigação do fouling, mas possui alto custo operacional (de até 70% do total da demanda energética) e é utilizada de forma otimizada apenas 10% das vezes, gerando a necessidade de estudos sobre a hidrodinâmica em BRMs. Ferramentas de dinâmica de fluidos computacional (CFD) são úteis para esse tipo de análise. Um dos primeiros passos para encontrar uma solução apropriada em simulações numéricas é propor uma modelagem correta. Dentre os fenômenos a serem modelados, os efeitos da turbulência são provavelmente um dos mais importantes; porém, nenhum artigo que comparasse predições com base na escolha de modelo de turbulência para simulações de sistemas BRM foi encontrado. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi verificar a importância da escolha do modelo de turbulência para simulações de biorreatores com membranas através de CFD. Para isso, as predições obtidas de velocidade local próxima às superfícies das membranas e de tensão cisalhante nessas superfícies para duas taxas de aeração, 5 e 15 m³/h, empregando dois modelos de turbulência, k-ϵ com funções de parede para alto (aR) e para baixo número de Reynolds (bR) e k-ω SST (Shear Stress Transport) com funções de parede automáticas, na análise de um sistema BRM foram comparadas entre si e com dados experimentais e simulados disponíveis na literatura. Os perfis temporais da velocidade e da tensão cisalhante exibiram alta variabilidade no período das oscilações em certos pontos, exigindo um longo tempo de escoamento para a convergência das variáveis locais. Identificou-se a necessidade de outorgar maior importância à definição do intervalo de tempo de coleta de dados experimentais, de modo a adquirir médias representativas do perfil dinâmico das variáveis e destes perfis serem também analisados para comparações mais definitivas entre resultados de simulações e medições experimentais. As diferenças, entre as medições experimentais da literatura e predições, obtidas pelas simulações deste trabalho foram, no geral, de ordem similar ou menores que as obtidas pelas simulações na literatura. Além disso, maior atenção deve ser dada à escolha da estratégia de modelagem de turbulência, visto que houve alta sensibilidade das predições, que variaram em até 21,6% dependendo dessa escolha. Membrane bioreactors (MBR) market has been showing high growth rates over recent years. However, membrane fouling drastically reduces MBR overall performance. Aeration promotes fouling mitigation, but at a high operational cost (up to 70% of the MBR energy demand) and it is optimally employed only in 10% of the cases. This created the need of studies focused on MBR hydrodynamic. Computational fluid dynamics (CFD) is a useful tool for hydrodynamic analysis. One of the first steps in finding a proper solution for numerical simulation is proposing a correct modelling. Among the phenomena to be modelled for MBR simulations, turbulence effects are probably one of the most important; nevertheless, no paper comparing the predictions based on the turbulence model choice for MBR simulations was found. In sight of that, this work aimed to verify the relevance of the choice of turbulence model for MBR simulations through CFD. Predictions of local velocities near membranes surfaces and of local shear stress on those surfaces, for two aeration rates (5 and 15 m³/h), employing k-ϵ with wall functions for high (aR) and low (bR) Reynolds number and k-ω SST with automatic wall functions, on the analysis of a MRB system, were compared between each other and with experimental and simulated data available in the literature. The velocity and shear stress temporal profiles showed oscillations with highly variable periods in some points, which required a long process real time to verify the local variables convergence. It was identified the need to give more importance to the definition of the time interval for experimental data collection in order to acquire reliable temporal means; also, one must properly analyze the temporal profiles for more definitive comparisons between predictions and experimental measurements. The differences, between experimental data and predictions, obtained through this work simulations were, in general, of similar order or smaller than the ones reported in the literature. Besides, more attention must be given to the turbulence modelling choices, since the predictions obtained here were highly sensitive to those choices, showing differences up to 21,6% among them.

O sector de refinação assume um importante papel na indústria portuguesa, sendo a Refinaria de Sines a unidade industrial que maior dimensão apresenta no aparelho refinador nacional. O elevado contributo que esta refinaria representa para a economia, traduz a importância da continuidade da sua actividade, bem como do seu desenvolvimento. Neste âmbito, surge a preocupação com a eficiência energética alcançada nas suas unidades processuais, assente em propostas de melhoria ao nível das melhores práticas estabelecidas para este sector. A presente dissertação visa precisamente apontar melhorias, tendo em conta os significativos desvios observados mensalmente nos consumos energéticos. Concretamente, nos desvios do consumo específico de combustível da unidade de hydrocracking. Foram estudadas e quantificadas as variáveis que contribuem para o consumo de combustível, de forma a ser possível actuar e controlar este mesmo consumo alcançado nos maiores consumidores de energia da unidade. Pela análise feita, concluiu-se que as fornalhas situadas a montante do reactor de 1º estágio, do reactor de 2º estágio e da coluna de fraccionamento se apresentam como os maiores consumidores de energia desta unidade. Os resultados apontam para o fenómeno de fouling presente nos permutadores de carga a montante destas fornalhas como a maior contribuição para os desvios no consumo específico de combustível registado ao longo do segundo ciclo de operação da unidade. Não existindo evidências de perda de eficiência térmica nos equipamentos onde é consumido o combustível, seja por práticas de operação ou por deterioração de materiais. Dos resultados obtidos, surge uma recomendação como proposta de melhoria para a problemática inicialmente proposta, que resulta num plano de controlo sobre as variáveis criticas à operação destas fornalhas. Destacando-se a acção de limpeza e intervenção a cada dois anos nos permutadores de calor a montante das fornalhas.

Orientadora: Prof.ª Dra Luisa Helena dos Santos Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2016. Biorreatores com Membranas Submersas (BRMS) são, atualmente, reconhecidos como opção viável para o tratamento de esgotos sanitários e o reúso de águas. Apesar disso, a tecnologia é geralmente vista como de alto investimento quando comparado a sistemas convencionais de tratamento de esgoto, sobretudo pelo maior gasto energético com aeração do sistema. Porém, BRMS quando operados sob condições específicas para nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDS), é possível obter um efluente de elevada qualidade com menor custo, devido a menor necessidade de aeração. Nesse sentido, a operação do sistema de BRMS com o processo de NDS pode aumentar a utilização desta tecnologia no tratamento de esgoto sanitário. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo principal avaliar a remoção de nitrogênio via NDS em diferentes concentrações de oxigênio dissolvido (OD) em uma unidade piloto de um Biorreator de Membranas Submersas tratando esgoto sanitário. Para isso, o experimento foi dividido em três Fases de acordo com a concentração de oxigênio dissolvido no licor misto: Fase I (2,3 mgO2/L), Fase II (0,8 mgO2/L e Fase III (0,3 mgO2/L). Foram alcançadas elevadas eficiências de remoção de material orgânico, independente das variações na concentração de OD, DBO5 com valores médios de 98%, 97% e 98% e DQO de 95%, 96% e 95% para as Fases I, II e III, respectivamente. A remoção média de nitrogênio total obtida foi 33% na Fase I, 60% na Fase II e 50% na Fase III. Onde a remoção via NDS foi responsável por 60%, 78% e 74% do total removido para as Fases I, II e III, respectivamente. A remoção de nitrogênio amoniacal não foi limitada devido as baixas concentrações de OD e houve acúmulo de NO2-. O sistema operou sob baixos valores de pressão transmembrana durante todo o período, porém foi encontrada diferença significativa nos valores da Fase III em relação às Fases I e II. Houve uma redução significativa na permeabilidade da membrana quando a concentração de OD no licor misto foi reduzida para 0,3 mg/L, porém sem efeito significativo quando a concentração de OD foi de 0,8 mg/L. Foram observados maiores valores de SPE ligado na Fase III em relação às demais, principalmente na fração de carboidratos que pode estar diretamente ligada a taxa de fouling. Foi possível alcançar remoção de NT em OD de 0,8 mg/L (Fase II) sem causar um impacto negativo no desempenho das membranas, sendo esta fase a mais adequada para a ocorrência do processo de NDS em BRMS. Submerged Membrane Bioreactors (SMBR) are actually, recognized as viable option for wastewater treatment and reuse. Nevertheless, this technology is generally viewed as a high investment compared to conventional sewage treatment systems, especially for greater energy requirement for aeration system. However, SMBR when operated under specific conditions for simultaneous nitrification and denitrification (SND) it is possible to obtain a high quality effluent with lower compared to the conventional configuration because of less need for aeration. Therefore, the operation of the system SMBR with the NDS process can increase the utilization of this technology in the wastewater treatment. In this context, this study aimed to evaluate the removal of nitrogen via SND under different dissolved oxygen concentrations (DO) in a pilot of a SMBR treating wastewater. For this, the experiment was divided into three phases according to the concentration of dissolved oxygen in the mixed liquor: Phase I (2,3 mgO2/L), Phase II (0,8 mgO2/L and Phase III (0,3 mgO2/L). Were achieved high organic matter removal efficiencies regardless of fluctuations in DO concentration in terms of BOD5 average values of 98%, 97% and 98% and COD average values of 95%, 96% and 95% for Phases I, II and III respectively. The average total nitrogen removal was 33% in Phase I, 60% in Phase II and Phase III 50%. Where the removal means SND is responsible for 60%, 78% and 74% of the total removed for Phases I, II and III respectively. The removal of ammoniacal nitrogen is not limited by the low DO concentrations and there was accumulation of NO2- in Phase III. The system operated under low transmembrane pressure values throughout the period, but significant difference was found in the values of Phase III in relation to phases I and II. There was a significant reduction in membrane permeability when the DO concentration in the mixed liquor was reduced to 0.3 mg/L, but without significant effect when the DO concentration was 0.8 mg/L. It was observed highest bound EPS values in Phase III in relation to the others, mainly in the fraction of carbohydrates that can be directly linked to fouling rate. Satisfactory NT removal was achieved when concentration DO was 0.8 mg/L (Phase II) without causing a negative impact on the performance of membranes, being this phase the most suitable for the occurrence of the SND process in SMBR.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:37Z No. of bitstreams: 1 Aline Rayboltt da Cruz Souza.pdf: 2213265 bytes, checksum: be9d302a223850f7ac1c36c071196347 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aline Rayboltt da Cruz Souza.pdf: 2213265 bytes, checksum: be9d302a223850f7ac1c36c071196347 (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Cooling water systems are composed of a set of coolers connected through a pipe network to a cooling tower coupled to a pump. These systems are responsible to remove heat from the process streams, transferring it to the environment. During the operation time, the coolers are subjected to the accumulation of deposits over the thermal surface, causing loss of thermal effectiveness and reduction of available transversal flow area. In the current work, a pseudo-stationary simulation was developed of the thermo-hydraulic model of cooling water systems. This modelling is composed of a system of differential algebraic equations, containing the differential thermal and hydraulic model of the heat exchangers, the hydraulic and thermal equations of the pipe network, the cooling tower equations and the differential model of the growth rate of the fouling resistance for the cooling water. The finality of this simulation is to predict the behavior of the main thermal and hydraulic variables of the system affected by fouling during the operational time. The simulation was applied to two examples of cooling water distribution systems, one composed of a single cooler and another system containing a network of coolers. Among the main results, it was verified the nonuniformity of the fouling resistance distribution along the heat transfer surface of the coolersand the importance of the simultaneous analysis of the interaction among the different elements of the network. The computational tool developed can be a useful resource for the analysis of the operation of cooling water systems Sistemas de água de resfriamento são formados por um conjunto de resfriadores conectados através de uma rede de tubulações a uma torre de resfriamento acoplada a uma bomba. Estes sistemas são responsáveis por remover calor das correntes de processo, transferindo-o para o ambiente. Ao longo do tempo de operação, os resfriadores estão sujeitos ao acúmulo de depósitos na superfície de transferência de calor, causando perda na efetividade térmica e redução na área transversal disponível para o escoamento. No presente trabalho, foi desenvolvida uma simulação pseudo-estacionária do modelo termo-hidráulico de sistemas de água de resfriamento. Esta modelagem é composta por um sistema de equações algébrico-diferenciais, contemplando o modelo diferencial hidráulico e térmico dos trocadores de calor, as equações hidráulicas e térmicas da rede de tubulações, as equações da torre de resfriamento e o modelo diferencial da taxa de crescimento da resistência térmica de depósito para a água de resfriamento. A finalidade desta simulação é prever o comportamento das principais variáveis térmicas e hidráulicas do sistema afetado pela deposição ao longo do tempo de operação. A simulação foi aplicada em dois exemplos de sistemas de distribuição de água de resfriamento, um contendo apenas um resfriador e outro contemplando uma rede de resfriadores. Entre os principais resultados, verificou-se a não uniformidade na distribuição da resistência térmica de depósito ao longo da área de troca térmica nos resfriadores e a importância da análise simultânea da interação entre os diferentes elementos da rede. A ferramenta computacional desenvolvida pode ser um recurso útil para a análise da operação de sistemas de água de resfriamento

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:59Z No. of bitstreams: 1 Rachel Luiza da Silva.pdf: 1731278 bytes, checksum: 2ff829d467f0c4bd2dd555822e888bd8 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rachel Luiza da Silva.pdf: 1731278 bytes, checksum: 2ff829d467f0c4bd2dd555822e888bd8 (MD5) Previous issue date: 2015-09-10 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Heat exchanger networks are structures composed of a set of equipment with the objective to allow the heat transfer between process streams, thus reducing the utility consumption. However, these systems are affected by fouling. Fouling is the accumulation of undesired materials on the surface of heat exchangers. The reduction in the thermal effectiveness and the increasing of pressure drop in the equipment are consequences of that phenomenon. According to this scenario, it is proposed the use of a mathematical programming tool for minimizing the cost, over the operation time in networks with heat exchangers in parallel through the flow rate manipulation. The formulation consists of a nonlinear programming problem (NLP) and, due to the non-convergence problems, an automatic procedure was developed to generate initial estimates. The examples were implemented on GAMS 23.7 software, using the solver CONOPT. The computational routine developed contains all mathematical equations of the thermo-hydraulic behavior of shell-and-tube heat exchangers as well as the mechanical energy balance equations of the network, the equations of the fouling thickness model and the fouling rate model, in addition to the objective function, which is represented by the integral of the cost of energy consumption during the operation and the loss of production due to hydraulic limitations. Two versions of the optimization problem formulation were developed, one with integrated equations and other with discretized differential equations, in this case, is possible to analyze the development of fouling along the exchanger. The performance of the computational routine is analyzed using a set of examples, where it is possible to realize the gains in the optimal solution, when compared with other flow control proposals. The main contribution of this paper is the integration of fluid dynamic aspects explicitly in the model Redes de trocadores de calor são estruturas compostas por um conjunto de equipamentos com o objetivo de permitir a transferência de calor entre correntes de processo, reduzindo assim o consumo de utilidades. Entretanto, estes sistemas são afetados pela deposição. A deposição é o acúmulo indesejado de material sobre a superfície dos trocadores de calor. A redução na efetividade térmica e aumento da queda de pressão nos equipamentos são consequências deste fenômeno. Diante deste cenário, propõe-se a utilização de uma ferramenta de programação matemática para minimização do custo, ao longo do tempo de operação em redes com trocadores em paralelo através da manipulação das vazões. A formulação consiste em um problema de programação não linear (NLP) e, devido a problemas de não-convergência, foi desenvolvido um procedimento automático de geração de estimativas iniciais. Os exemplos foram implementados no software GAMS 23.7, utilizando o solver CONOPT. A rotina computacional desenvolvida contém as equações matemáticas referentes ao comportamento térmico e hidráulico de trocadores de calor casco-e-tubo, assim como as equações do balanço de energia mecânica da rede, as equações dos modelos de espessura da camada de depósito e de taxa de deposição, além da função objetivo, que é representada pela integral do custo com o consumo de energia durante a operação e com a perda de produção devido às limitações hidráulicas. Duas versões da formulação do problema de otimização foram desenvolvidas, uma com as equações integradas e outra com equações diferenciais discretizadas, neste caso é possível analisar o desenvolvimento da deposição ao longo do trocador. O desempenho da rotina computacional é analisado através de um conjunto de exemplos, sendo possível perceber os ganhos obtidos com a solução ótima, quando comparada com outras propostas de controle de vazão. A principal contribuição deste trabalho é a inserção dos aspectos fluidodinâmicos de forma explícita no modelo

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:21Z No. of bitstreams: 1 Julia Coelho Lemos.pdf: 1640978 bytes, checksum: d6660a1b745403ef21baafb7f6dc53ee (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Julia Coelho Lemos.pdf: 1640978 bytes, checksum: d6660a1b745403ef21baafb7f6dc53ee (MD5) Previous issue date: 2014-10-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Heat exchanger networks are widely used in industry to promote heat recoveryby making hot and cold streams to exchange heat, however these networks are subjected to fouling, which causes an increase in heat transfer resistance, jeopardizing it. One of the main techniques used to diminish the effects of fouling is to perform periodical cleanings in the heat exchangers. This work s goal is to develop a new method to find the optimal cleaning schedule for a heat exchanger network. The developed method uses a sliding horizon concept associated with a mixed integer linear programming problem. This MILP problem is capable of finding the optimal set of heat exchangers that must be cleaned at a certain instant (first instant of the sliding horizon), considering its influence on the further instants (the rest of the sliding horizon). The MILP problem consists of constraints corresponding to energy balances, heat exchanger equations and maximum number of cleanings.The problem objective function represents the energy consumption that must be minimized. The optimal cleaning schedule is formed by the combination of the results to each one of the time instants. The proposed approach was evaluated through its application in several cases presented in literature, including a large size example from a Brazilian refinery. The results show that the proposed approach was capable of finding similar and, sometimes, superior results compared to the literature ones, concluding that the developed method was capable of providing good results with low computational efforts Redes de trocadores de calor são bastante utilizadas na indústria química para promover a integração energética do processo, recuperando calor de correntes quentes para aquecer correntes frias. Estas redes estão sujeitas à deposição, o que causa um aumento na resistência à transferência de calor, prejudicando-a. Uma das principais formas de diminuir o prejuízo causado por este fenômeno é a realização periódica de limpezas nos trocadores de calor. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um novo método para encontrar a programação ótima das limpezas em uma rede de trocadores de calor. O método desenvolvido utiliza o conceito de horizonte deslizante associado a um problema de programação linear inteira mista (MILP). Este problema MILP é capaz de definir o conjunto ótimo de trocadores de calor a serem limpos em um determinado instante de tempo (primeiro instante do horizonte deslizante), levando em conta sua influência nos instantes futuros (restante do horizonte deslizante). O problema MILP utiliza restrições referentes aos balanços de energia, equações de trocadores de calor e número máximo de limpezas simultâneas, com o objetivo de minimizar o consumo de energia da planta. A programação ótima das limpezas é composta pela combinação dos resultados obtidos em cada um dos instantes de tempo.O desempenho desta abordagem foi analisado através de sua aplicação em diversos exemplos típicos apresentados na literatura, inclusive um exemplo de grande porte de uma refinaria brasileira. Os resultados mostraram que a abordagem aplicada foi capaz de prover ganhos semelhantes e, algumas vezes, superiores aos da literatura, indicando que o método desenvolvido é capaz de fornecer bons resultados com um baixo esforço computacional

Nas últimas décadas tem-se verificado um grande aumento das aplicações das ligas de alumínio nas estruturas marítimas. Os danos estruturais que se têm verificado em embarcações devem-se, em grande parte, a problemas de corrosão. Assim, as ligas de alumínio têm que ter uma protecção anticorrosiva adequada. As estruturas marítimas, nomeadamente os cascos dos navios devem ser mantidos preferencialmente livres de organismos por forma a minimizar a resistência ao atrito e consequentemente o consumo de combustível. Para tal são aplicados revestimentos anti-incrustantes para evitar a fixação destes organismos. Nos últimos anos têm-se verificado grandes desenvolvimentos de investigação, desenvolvimento e inovação (IDI) para obtenção de tintas anti-incrustantes (AI) com uma melhor eficiência anti-incrustante em total concordância com a legislação ambiental. O principal objetivo deste estudo reside na avaliação da proteção anticorrosiva e da eficiência anti-incrustant e de 3 diferentes esquemas de pintur a envolvendo tintas AI c om diferentes biocidas. Estas avaliações envolveram ensaios de envelhecimento artificial (resistência ao nevoeiro salino, à imersão em água do mar sintética e à delaminação catódica) e de exposição natural durante dois anos. Estes esquemas de pintur a foram caracterizados visualmente, em termos de espessura e em termos morfológicos e químicos por microscopia electrónica de varrimento com espectrometria de dispersão de ener gias (SEM/ EDS), por espec troscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por difr acção de raios-X (XRD). Finalmente referem-se algumas das linhas de in vestigação actualmente em curso no domínio da luta c ontra a fixação dos or ganismos marinhos em estruturas marítimas. The increase of aluminum alloys applications registered some decades ago for marine constructions has led to a considerable number of cases of structure damages mainly due to corrosion problems. So, the use of aluminum alloys for these constructions implies a suitable anticorrosive protection. The immersed structures like ship hulls need to be kept free from marine organisms in order to minimize drag resistance and reduce fuel consumption. Antifouling paints (AFP) are applied and developed to avoid the micro and macrofouling. A great development of AFP has been registered aiming for a better efficiency in compliance with emerging environmental legislation. The main aim of this study was to evaluate the anticorrosive behaviour and antifouling efficiency of three different paint systems that include antifouling paints with different biocides. With this purpose tests were carried out including artificial ageing (salt spray resistance, immersion resistance and cathodic disbonding) and natural exposure during two years. All this paint systems were evaluated in terms of visual assessment, thickness, and morphological and chemical characterization by Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD). Finally the actual research lines on antifouling technologies are pointed.

Nas últimas décadas tem-se verificado um grande aumento das aplicações das ligas de alumínio nas estruturas marítimas. Os danos estruturais que se têm verificado em embarcações devem-se, em grande parte, a problemas de corrosão. Assim, as ligas de alumínio têm que ter uma protecção anticorrosiva adequada. As estruturas marítimas, nomeadamente os cascos dos navios devem ser mantidos preferencialmente livres de organismos por forma a minimizar a resistência ao atrito e consequentemente o consumo de combustível. Para tal são aplicados revestimentos anti-incrustantes para evitar a fixação destes organismos. Nos últimos anos têm-se verificado grandes desenvolvimentos de investigação, desenvolvimento e inovação (IDI) para obtenção de tintas anti-incrustantes (AI) com uma melhor eficiência anti-incrustante em total concordância com a legislação ambiental. O principal objetivo deste estudo reside na avaliação da proteção anticorrosiva e da eficiência anti-incrustante de 3 diferentes esquemas de pintura envolvendo tintas AI com diferentes biocidas. Estas avaliações envolveram ensaios de envelhecimento artificial (resistência ao nevoeiro salino, à imersão em água do mar sintética e à delaminação catódica) e de exposição natural durante dois anos. Estes esquemas de pintura foram caracterizados visualmente, em termos de espessura e em termos morfológicos e químicos por microscopia electrónica de varrimento com espectrometria de dispersão de energias (SEM/EDS), por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por difracção de raios-X (XRD). Finalmente referem-se algumas das linhas de investigação actualmente em curso no domínio da luta contra a fixação dos organismos marinhos em estruturas marítimas.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:36:32Z No. of bitstreams: 1 Caroline de Oliveira Goncalves.pdf: 1612413 bytes, checksum: 5f1482910b4eb9d0d352c623f7d9df34 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caroline de Oliveira Goncalves.pdf: 1612413 bytes, checksum: 5f1482910b4eb9d0d352c623f7d9df34 (MD5) Previous issue date: 2013-12-05 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Heat exchangers are devices widely used in many processes with the goal of changing the temperature and/or the physical state of the streams. A heat exchanger network (HEN) can be defined as a group of interconnected heat exchangers in order to reduce the energy requirements of a system and is widely used in process industries. However, during the operation of a HEN, the thermal effectiveness of the heat exchangers decreases due to fouling. This effect brings an increase of the fuel costs and carbon emissions. A possible approach to mitigate this problem is based on the establishment of a heat exchanger cleaning schedule during the refinery operation. This kind of intervention brings a tradeoff: the cleaning of a heat exchanger can restore its thermal effectiveness, but implies in additional costs, such as, manpower, chemicals, etc. Additionally, during the cleaning, the heat exchanger must be bypassed which temporally increases the energy consumption. In this context, the present work aims to explore different optimization techniques involving stochastic and heuristic methods. For this purpose, it was developed a set of integrated computational codes involving a pseudo-stationary simulation of HEN behavior related to fouling and schedule optimization of cleaning this type of system. The solution of the problem indicates for the operating staff the time periods for the cleaning of each heat exchanger in the crude preheat train. In the stochastic approach used, the parameters of the genetic algorithm, as the probability of crossover and mutation, have been calibrated to the present problem. The developed heuristic approach was made through the sequence of motions set of zero, one and two. Alternatively, the methodology developed in which the recursive heuristic move sets one and two were used recursively. The hybrid approach consisting of different combinations of stochastic and heuristic methodology was also developed. A comparative analysis of methodologies aimed at assessing the most appropriate approach to this problem of scheduling the cleaning in terms of computational effort and objective function. The performance of the proposed approach was explored by a series of examples including a real Brazilian refinery. The results were promising, suggesting that the optimization techniques of this work may be interesting approaches to operations involving HENs. Among the analyzed optimization approaches, the heuristic methodology developed in this work showed the best results showing competitive front approaches compared to the literature Trocadores de calor são equipamentos muito utilizados na indústria de processos com o objetivo de modificar a temperatura e/ou o estado físico de correntes materiais. Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados, a fim de reduzir as necessidades de energia de um sistema. No entanto, durante a operação de uma rede, a eficiência térmica dos trocadores de calor diminui devido à deposição. Esse efeito promove o aumento dos custos de combustível e das emissões de carbono. Uma alternativa para mitigar este problema baseia-se no estabelecimento de uma programação das limpezas dos trocadores de calor durante a operação de rede. Este tipo de abordagem ocasiona uma situação na qual ocorre um conflito de escolha: a limpeza de um trocador de calor pode recuperar a sua eficiência térmica, mas implica custos adicionais, tais como, mão-de-obra, produtos químicos, etc. Além disso, durante a limpeza, o trocador de calor tem de ser contornado por uma corrente de by-pass, o que aumenta temporariamente o consumo de energia. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar diferentes técnicas de otimização envolvendo métodos estocásticos e heurísticos. Com este objetivo foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados que envolvem a simulação pseudo-estacionária do comportamento da rede relacionado com incrustações e a otimização da programação das limpezas deste tipo de sistema. A solução do problema indica os períodos de tempo para a limpeza de cada trocador de calor. Na abordagem estocástica empregada, os parâmetros do algoritmo genético, como probabilidade de crossover e probabilidade de mutação, foram calibrados para o presente problema. A abordagem heurística desenvolvida se deu através da sequência do conjunto de movimentos zero, um e dois. De forma alternativa, desenvolveu-se a metodologia heurística recursiva na qual os conjuntos de movimentos um e dois foram empregados recursivamente. Também foi desenvolvida a abordagem híbrida que consistiu em diferentes combinações da metodologia estocástica e heurística. A análise comparativa entre as metodologias empregadas teve como objetivo avaliar a abordagem mais adequada para o presente problema da programação das limpezas em termos de função objetivo e esforço computacional. O desempenho da abordagem proposta foi explorado através de uma série de exemplos, incluindo uma refinaria real brasileira. Os resultados foram promissores, indicando que as técnicas de otimização analisadas neste trabalho podem ser abordagens interessantes para operações que envolvam redes de trocadores de calor. Dentre as abordagens de otimização analisadas, a metodologia heurística desenvolvida no presente trabalho apresentou os melhores resultados se mostrando competitiva frente às abordagens comparadas da literatura

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-06T16:36:13Z No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T11:00:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) Made available in DSpace on 2017-02-07T11:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_Araripe.pdf: 1792868 bytes, checksum: 1adaa02d41a8ac826a6a455f5299d8ed (MD5) A necessidade de garantir a disponibilidade do fornecimento de energia na malha elétrica no Brasil nos períodos de seca dos reservatórios das hidrelétricas para evitar apagões como o ocorrido em meados de 2001 promoveu a disseminação de formas alternativas de geração de energia, entre elas as unidades termelétricas, com a implantação de vários parques geradores no território nacional. Devido à crescente disponibilidade de gás natural no país houve uma maior tendência a instalação de usinas termelétricas que utiliza turbinas movidas a gás natural. Durante o ciclo de operação da turbina a gás, partículas de fumaça, sal, poeira e óleo aderem à superfície dos aerofólios do compressor alterando a rugosidade e forma dos mesmos. Esse processo é chamado de fouling (incrustantes) e produz uma queda de desempenho total da turbina ao longo to tempo. O desempenho inicíal de geração é restaurado pela lavagem periódica do compressor da turbina a gás. A interrupção da operação da turbina para a lavagem implica em interrupção da produção e é realizada periodicamente. Entretanto, as condições ambientais podem ifluir na formação do fouling resultando em uma equação de degradação que varia no tempo. Este trabalho visou obter equações que representem a degradação da eficiência energética da turbina devido ao fouling de forma a prever o melhor momento para parada e lavagem do compressor. A análise de algumas variáveis operacionais que relacionam potência energética produzida versus vazão de gás natural na turbina termelétrica sugerem uma tendência linear decrescente o que foi verificado experimentalmente utilizando-se séries temporais obtidas na operação das turbinas termelétricas escolhidas como campo de pesquisa. Também foi observada uma forte correlação entre a potência energética produzida e a temperatura do ar atmosférico. As séries de dados foram condicionadas quanto à outliers, lacunas e ruídos de alta frequência e corrigidas dos efeitos sazonais da temperaura ambiente. Valores de previsão para períodos de operação foram então calculados para as turbinas de teste. Os resultados conduzem à conclusão de que as turbinas estudadas poderiam ter seus ciclos de operação estendidos, o que resultaria em maior produção de energia e menor custo com lavagens. Além disso, conclui-se que as turbinas possuem eficiências diferentes conduzindo a ciclos de operações diferentes. Finalmente, foi calculada a energia total gerada considerando os novos ciclos previstos, obtendo-se ganhos de até 5% no ano.

O lixiviado de aterro sanitário é um efluente complexo de alta carga orgânica, composto basicamente de substâncias recalcitrantes, amônia e poluentes tóxicos. Quando descartado de forma inadequada nos corpos receptores, desempenha um papel significativo dentre os principais fatores causadores de danos ao meio ambiente. A tecnologia de separação por membranas consiste em uma alternativa atrativa no tratamento do lixiviado, pois é capaz de remover contaminantes que não são removidos por processos de tratamento convencionais. O presente estudo tem por objetivo a avaliação, em escala de bancada, do tratamento do lixiviado por processos de separação por membranas e o monitoramento de fatores de fouling e resistências nas membranas. O sistema de membrana fibra-oca de microfiltração de poli(éter-imida) foi testado a fim de promover o polimento final do tratamento do lixiviado. O resultado obtido de remoção de matéria orgânica, expressado em DQO, variou entre 14 e 43%, no entanto, esse sistema não foi eficiente na remoção de cor. Para a remoção de cor foram realizados ensaios em sistemas de osmose inversa e de eletrodiálise, no entanto, apenas o sistema de osmose inversa apresentou resultados positivos. Foi verificado que as características do lixiviado têm influencia na formação de fouling, reduzindo o fluxo de permeado e contribuindo para o aumento das resistências. O percentual médio de fouling observado foi de 53% e a resistência da membrana contribuiu com mais de 50% da resistência total do sistema. Os resultados comprovam que a implementação do sistema de membranas de microfiltração e osmose inversa, como polimento final no tratamento de lixiviado, seriam de grande valia, tanto para atender aos padrões mínimos de lançamento de efluentes previsto na legislação brasileira como para a preservação dos recursos hídricos. Landfill leachate is a complex wastewater of high organic matter, composed basically of recalcitrant substances, ammonia and toxic pollutants. When leachate is improperly disposed in the receiving waters, it has a significant role among the main factors causing damage to the environment. The membrane separation technology is an attractive alternative in the treatment of the leachate, because it is able to remove contaminants that are not removed by conventional treatment processes. The present study aims to evaluate, using a bench scale system, leachate treatability by membrane separation processes and to monitor fouling factors and membrane resistance. The microfiltration system of hollow fiber membrane poly(ether-imide) was tested in order to promote leachate treatment. The result of organic matter removal, expressed in COD, varied between 14 and 43%, however, this system was not efficient to color removal. Tests were performed for color removal in a reverse osmosis and electrodialysis systems, however, only the reverse osmosis system showed positive results. It was found that the characteristics of leachate have influence in the fouling formation, permeate flux reducing and contributes to the resistance increase. The average percentage of fouling observed was 53% and the membrane resistance contributed more than 50% of the total resistance of the system. The results show that microfiltration and reverse osmosis systems implementation to treat the leachate would be of great importance, both to meet the minimum standards for effluent discharge as provided for in Brazilian law to the preservation of water resources.

Submitted by Manuel Brandão (msa@eu.ipp.pt) on 2013-11-06T12:06:23Z No. of bitstreams: 1 DM_CarlosCamelo_2011_MEQ.pdf: 5033830 bytes, checksum: 6d475961932088e4960d5c494acf6789 (MD5) Made available in DSpace on 2013-11-06T12:06:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_CarlosCamelo_2011_MEQ.pdf: 5033830 bytes, checksum: 6d475961932088e4960d5c494acf6789 (MD5) Previous issue date: 2011

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:38:02Z No. of bitstreams: 1 Viviane Barbosa Guimaraes Tavares.pdf: 3215772 bytes, checksum: 5ec2a582b5335cfe1e7f18445ded106a (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Barbosa Guimaraes Tavares.pdf: 3215772 bytes, checksum: 5ec2a582b5335cfe1e7f18445ded106a (MD5) Previous issue date: 2010-09-28 Heat exchangers are widely used in many processes with the goal of changing the temperature and/or the physical state of the streams. Several studies about simulation of heat exchangers networks present the modeling of the network by calculating mass and energy balances, without consider fluidodynamics affects, which may imply in these calculations if there are constraints in the hydraulic system. Aiming to have a more accurate calculation, it is proposed a heat exchanger network model including the hydraulic aspects. This model is formulated in a matrix structure with two systems of equations, a non-linear one and linear one. In addition, another routine is developed to estimate the thickness of the deposits present in the heat exchangers, using some data measured by the instrumentation during the time. After that, it is present the development of thermo-hydraulic optimization tool that manipulate the valve opening in order to find the best result of the final temperature of the network, approach with an application in crude oil distillation process. The result of the thermo-hydraulic simulation showed that it is fundamental to analyze the behavior of the cooling water network before the start-up or to predict the behavior before a revamp in an existent network. Thus, the tool of adjusting the fouling thickness in the network allowed knowing how much pressure drop is affected, in the heat exchanger or in a branch, during the time by the fouling effect. Finally, the optimization result by manipulation the control valves in the preheat train was effective to maximize the thermal efficiency on the network. This tool can be important for the knowledge about others operational conditions that are satisfactory for the process Os trocadores de calor são equipamentos largamente utilizados em diversos processos, com a função de alterar a temperatura e/ou estado físico de correntes materiais. A maioria dos estudos envolvendo a simulação de redes de trocadores de calor aborda a modelagem da rede pelos cálculos de balanços de massa e de energia, sem levar em conta questões fluidodinâmicas, o que pode implicar em erros de previsão nesses cálculos, se houver alguma restrição hidráulica no sistema. Assim, visando à realização de um cálculo mais rigoroso da rede, propõe-se a modelagem da rede de trocadores envolvendo também os aspectos hidráulicos. Essa modelagem é formulada matricialmente com a geração de dois sistemas de equações, um não-linear e outro linear. Adicionalmente, é desenvolvida uma rotina de estimação de parâmetros para a espessura da camada de depósito nos trocadores a partir de dados medidos pela instrumentação ao longo do tempo. A seguir, é apresentado o desenvolvimento de uma ferramenta de otimização termo-hidráulica de manipulação de abertura das válvulas de controle para a busca do melhor resultado de temperatura ao final da rede, visando uma redução no consumo de energia, abordagem esta com aplicação direta no processo de destilação do petróleo. O resultado da simulação termo-hidráulica de uma rede de água de resfriamento foi fundamental para a análise do comportamento da rede antes do início da operação e também quando fosse necessária a ampliação de uma rede existente. Além disso, o ajuste hidráulico da espessura de depósito permitiu a avaliação de quanto a queda de pressão em um determinado trocador ou ramal pode ter sido alterada ao longo do tempo pelo efeito da deposição. Por fim, o resultado da otimização das válvulas para uma bateria de pré-aquecimento mostrou-se eficaz para a maximização da eficiência térmica da rede. Esse procedimento pode ser importante para o conhecimento de outras condições operacionais satisfatórias para o processo

A própolis é um produto natural de interesse devido às suas importantes características funcionais. A nanofiltração foi testada para a concentração do extrato proveniente da própolis verde, partindo-se de extratos alcoólico e aquoso. Foi utilizada uma membrana em módulo espiral, de massa molar de corte média entre 150 e 300 g.mol-1. Avaliou-se a influência da variação de pressão, temperatura e velocidade tangencial no fluxo de permeado, e a ocorrência de histerese na membrana. Obteve-se fluxo médio de permeado de 12,0 L/h.m² para a solução alcoólica e de 25,0 L/h.m² para a aquosa. A pressão foi acrescida gradativamente de 2,0 a 5,0 bar, proporcionando variação diretamente proporcional no fluxo de permeado e também no fouling, chegando a 32% em 5,0 bar. O fluxo de permeado foi diretamente proporcional ao aumento da temperatura e da velocidade tangencial. A histerese foi medida a 30 e 40 ºC, demonstrando a característica elástica e reversível da membrana. A eficiência do processo foi medida através das taxas de retenção de flavonoides e compostos fenólicos, obtendo-se retenção de flavonoides de aproximadamente 99% para a solução aquosa e 90% para a solução alcoólica e de compostos fenólicos de cerca de 80 e 24% para soluções aquosa e alcoólica, respectivamente. Propolis is a natural product with great appeal to consumers and researchers due to its important functional properties. Nanofiltration was tested to concentrate the extract derived from propolis produced by Brazilian bees using a water- and an alcohol-based extract. A spiral membrane module with average molar mass cut-off around 150 to 300 g.mol-1 was used. The influence of pressure, temperature and tangential velocity on the permeate flux was evaluated and hysteresis in the membrane was analyzed. An average permeate flux around 12.0 L/h.m² was obtained for the alcoholic solution and 25.0 L/h.m² for the aqueous solution. The pressure was varied from 2 to 5.0 bar, providing variation directly proportional to the increase of permeate flux, and also to the increase of fouling, which reached 32% at 5.0 bar. The permeate flux also was directly proportional to the increase in temperature and tangential flow. Hysteresis was measured at 30 and 40 ºC and demonstrated the elastic and reversible characteristic of the membrane. The process efficiency was measured by retention index of flavonoids and phenolic compounds. Around 99% of flavonoids in aqueous solution and 90% in ethanol solution were retained, and in the phenolic compounds, around 80 and 24% for the aqueous and the ethanol solutions respectively were retained.

Orientador: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Este estudo teve como objetivo a degomagem do óleo de canola por ultrafiltração com membrana polimérica em sistema semi-tangencial com intuito de determinar a melhor membrana (PES, CME, PVDF 30 kDa e PVDF 50 kDa) e condição de pressão em função dos parâmetros de fluxos de permeado (J) e retenção de fosfolipídio (Rc). Quatro abordagens diferentes de degomagem foram avaliadas: ultrafiltração do óleo bruto, ultrafiltração de miscela (óleo + hexano), microfiltração de óleo pré-tratado e degomagem convencional. Após a escolha da membrana e do tipo de degomagem foi realizado um estudo da ultrafiltração em escala piloto através de planejamento experimental, na qual foi avaliada a influência da pressão e a velocidade tangencial de escoamento nas respostas de fluxo e retenção de fosfolipídio. Os resultados mostraram que a membrana e o tipo de degomagem com melhor desempenho foi a ultrafiltração de miscela com PVDF 30 kDa, apresentando um fluxo de 36 L m-2 h-1 e Rc 86% em unidade de laboratório. Através do planejamento experimental realizado para ensaios na unidade piloto de filtração tangencial com membrana PVDF 30 kDa em miscela foram determinadas as condições ótimas de operação. Em 1,6 bar e 3,24 m s-1 foi obtido fluxo de 162 L m-2 h-1 e retenção de 88%. O estudo do comportamento de compostos minoritários frente à ultrafiltração em membranas de vários materiais demonstrou que para a membrana PVDF 30 kDa ocorreu a remoção de 79% de umidade; redução de 37% em pigmentos vermelhos e 27% de redução de clorofila. Em estudo comparativo de quatro métodos diferentes de degomagem foi observado que aquele realizado por ultrafiltração de miscela promove completa conservação de tocoferóis naturalmente presentes no óleo, enquanto que na degomagem convencional ocorre uma perda de 3,4%, induzindo a menores valores de Estabilidade oxidativa. Análise da membrana incrustada através da técnica de MEV revelou a presença de depósitos em toda superfície e a análise através da técnica de EDS evidenciou que além de compostos de carbono, elementos tais como Fe, Ca, K, Na e S estavam presentes em maior quantidade. A análise destes elementos por Espectrometria de Emissão Ótica com Acoplamento de Plasma Induzido (ICP-OES) nas amostras de óleo e na membrana evidenciou que ocorreu a concentração destes elementos no retentado e na membrana incrustada, bem como a redução de teores destes compostos no permeado, indicando que estes elementos são um dos componentes responsáveis pela incrustação Abstract: This study focused on degumming of canola oil by ultrafiltration using polymeric membrane at semi-tangential system with intention of determining the best membrane material (PES, CME, PVDF 30 kDa e PVDF 50 kDa), condition of pressure to obtain better flux of permeate (J) and phospholipids retention (Rc). Four different degumming approaches were applied: ultrafiltration of crude oil, miscela ultrafiltration, microfiltration of pre-treated oil and conventional degumming. The results showed that the membrane and degumming approach with best results were the miscella ultrafiltration and PVDF 30 kDa membrane which presented 36 L m2 h-1 of flux and 86% of phospholipids retention at laboratory unit, semi-tangential system. After choosing the membrane and better degumming approach a study of ultrafiltration through an experimental design was performed to evaluate the influence of pressure and tangential velocity on the flux and retention of phospholipids responses. It was determined the optimized conditions and at 1.6 bar and 3.24 m s-1 it was obtained 162 m-2 h-1 of flux and 88% retention of phospholipids. The study of the behavior of minor compounds using ultrafiltration with different membranes demonstrated that the PVDF 30 kDa presented a reduction of 79% moisture, 37% on red pigments and 27% on chlorophyll. In a comparative study of four different degumming methods was observed that miscella ultrafiltration preserves total tocopherol naturally present on oil, while the conventional degumming looses 3.4% of this compound, which implies at lower value of oxidative stability.The SEM analysis performed on fouled membrane reveled presence of deposit on the whole surface membrane. EDS analysis evidenced that, besides carbon-based compounds, elements such as Fe, Ca, K, Na and S were present at higher amounts than others. The analysis of these elements by ICP-OES on the samples of oil and membranes showed that membrane processes concentrate these elements on the retentate and on the fouled membrane, leaving the permeate less concentrated than the feed. This indicates that the presence of those elements is one of the responsible for the fouling phenomenon Mestrado Mestre em Tecnologia de Alimentos

This work compares the permeated flow and the quality of the obtained product in the process of beer clarification by crossflow microfiltration. The membrane used in the present study was a tubular ceramic membrane with a 0.2 µm nominal pore diameter, at 6 µ 1µC and 1, 2, 3 and 4 bar of pressure. Samples of the feed and permeate were analyzed. Additionally, the fouling mechanism was studied: complete, partial, internal blockade of pores and cake filtration. The results show a 28.75% reduction in color and 95.65% in turbidity at 4 bar. The study of fouling showed that the mechanism used for the pressures of 1 and 3 bar was the complete blockade of pores, whereas for the pressures of 2 and 4 bar, the cake formation was the mechanism used. Neste trabalho são comparados o fluxo permeado e a qualidade do produto obtido na clarificação de cerveja por microfiltração tangencial, para uma membrana cerâmica tubular com tamanho nominal de poro de 0,2 µm na temperatura de 6 ± 1°C e pressões de 1, 2, 3 e 4 bar. Amostras do alimentado e permeado foram submetidas a análises físico-químicas. Além disso, foi realizado o estudo do mecanismo de fouling: bloqueio completo, bloqueio parcial e bloqueio interno de poros e formação de torta. Os resultados mostram redução de cor de 28,75% e de turbidez de 95,65% para a pressão de 4 bar. O estudo de fouling demonstrou que o mecanismo para a pressão de 1 e 3 bar foi o de bloqueio completo de poros e para a pressão de 2 e 4 bar o de formação de torta.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-13T12:13:14Z No. of bitstreams: 1 LUCIANO MEDEIROS DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 1622133 bytes, checksum: e718708aa81aa024dab3ad2700717546 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-13T12:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCIANO MEDEIROS DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 1622133 bytes, checksum: e718708aa81aa024dab3ad2700717546 (MD5) Previous issue date: 2008-05-30 Capes No processo de produção de soda cáustica, umas das etapas é o resfriamento da solução de hidróxido de sódio. O resfriamento da solução de hidróxido de sódio é feito em uma série de tanques que utilizam água gelada e água de torre de resfriamento para reduzir a temperatura da solução até um valor especificado. Cada tanque é dotado de agitador e serpentina de resfriamento. A água usada para resfriamento escoa no interior das serpentinas em contracorrente. Nos primeiros tanques usa-se água da torre de resfriamento e nos últimos tanques água gelada. Um dos grandes problemas dos processos industriais é a incrustação formada nos equipamentos. No sistema de resfriamento de soda cáustica, incrustações se formam devido à cristalização de sais em torno da serpentina diminuindo o coeficiente global de transferência de calor. Um modelo assintótico em função do tempo para incrustações nos tanques foi ajustado para determinar o melhor momento da limpeza do tanque. Otimizar a limpeza dos tanques em relação ao período de tempo e a escolha do tanque é e minimizar o número de limpezas periódicas são os objetivos deste trabalho. A função objetivo é calculada pelo programa baseado num modelo para a simulação deste sistema de resfriamento com modelo de incrustação assintótica desenvolvido anteriormente para este projeto e integrado a outros subprogramas desenvolvidos em MATLAB que utilizam os algoritmos genéticos para escolherem as melhores soluções para o sistema. A partir dos algoritmos genéticos determinaram-se alguns ótimos locais analisando os valores da temperatura da solução no último tanque e o número de limpezas por dia, assim como efeitos na carga térmica e na diferença de temperatura entre a água de resfriamento e a solução. Com o uso dos algoritmos genéticos está sendo possível encontrar padrões ótimos de limpeza para os tanques. In the process of caustic soda production, one of the stages is the cooling of the sodium hydroxide solution. The cooling of the sodium hydroxide solution is made in a series of tanks that use frozen water and water of cooling tower to reduce the temperature of the solution until the specified value. Each tank is endowed with agitator and coil of cooling. The cooling water flows in the interior of the coils in countercurrent. The water of cooling tower is used in the first tanks, where as the frozen in the last tanks. One of the great problems of the industrial processes is the fouling formed in the equipment. In the system of caustic soda water cooling of the BRASKEM, fouling if they form due to crystallization of leave around the coil diminishing the global coefficient transference heat. An asymptotic model in function of the time for fouling in the tanks it was adjusted to determine optimum moment where the tank must be clean. To optimize the cleaning of the tanks in relation to the period of time and the choice of the tank is and to minimize the number of periodic cleanings they are the objectives of this work. The objective function is calculated by the program based on a model for the simulation of this system of cooling with developed previously for this project and integrated model of asymptotic fouling function to other subprograms developed in MATLAB that use the genetic algorithms to choose the best solutions for the system. From the genetic algorithms some excellent places had been determined analyzing the values of the temperature of the solution in the last tank and the number of cleaning per day, as well as effect in the thermal load and the difference of temperature enters the water of cooling and the solution. With the use of the genetic algorithms it is being possible to find optimum cleaning schedule for the tanks.

Cross-flow microfiltration is an attractive alternative method for fluid clarification and sterilization in the brewing industries. The advantages are: elimination of filter aids, reduced beer losses and better product quality. The performance is still limited in flux terms due to membrane fouling. This work aimed to study the mechanism of fouling in beer microfiltration by means of calculating resistances. The experiments were conducted in batch with raw beer, in a cross flow ultrafiltration pilot unit. The membranes were tubular ceramics, with mean pore diameter of 0.2; 0.3; 0.4; 0.6 and 0.8 m and the pressures work were from 1.0 to 4.0 bar, at a temperature of 6±1ºC. From the model of resistances in series, the values obtained were of membrane intrinsic resistance, resistances due to polarization of concentration and colmatage. A microfiltração em fluxo cruzado é uma alternativa na clarificação e esterilização de cerveja, em relação ao processo tradicional, já que elimina a formação dos resíduos gerados no método convencional, reduz as perdas de cerveja e melhora a qualidade do produto. O desempenho do processo é limitado pelo fouling causado na membrana. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de fouling na microfiltração de cerveja por meio da avaliação das resistências. Os experimentos foram feitos em batelada com cerveja bruta, em uma unidade piloto de ultrafiltração tangencial. As membranas utilizadas foram do tipo tubulares cerâmicas, com tamanhos nominais de poros de 0,2; 0,3; 0,4; 0,6 e 0,8 m e as pressões de trabalho foram de 1,0 a 4,0 bar, na temperatura de 6±1ºC. Utilizando o modelo de resistências em série foram determinados os valores da resistência intrínseca da membrana, das resistências devidas à polarização de concentração e à colmatagem.

O cultivo de moluscos marinhos tornou-se, nos últimos dez anos, uma importante fonte de renda das comunidades litorâneas de Santa Catarina, no sul do Brasil, sendo este estado o maior produtor nacional de moluscos cultivados e o segundo maior da América do Sul. A vieira Pata-de-Leão (Nodipecten nodosus Linnaeus, 1758) é uma espécie com grande potencial para a aqüicultura, e seu cultivo em escala experimental e piloto vem sendo realizado em Santa Catarina, com excelentes perspectivas. Entretanto, a incidência de organismos epibiontes sobre as valvas das vieiras cultivadas em Santa Catarina, por períodos superiores a quatros meses, pode acarretar problemas no desenvolvimento dos moluscos, uma vez que há interferência no crescimento em altura da N. nodosus (RUPP, 2007). O presente trabalho teve como objetivos registrar a ocorrência dos principais organismos que compõem o fouling da vieira N. nodosus e se este assentamento acarreta efeitos negativos no seu desenvolvimento; identificar e descrever as espécies de esponjas presentes no fouling e avaliar de forma preliminar a capacidade de colonização das espécies de esponjas através da competição por espaço com outros organismos da epifauna. As coletas foram realizadas no cultivo de vieiras N. nodosus, situado no estado de Santa Catarina, município de Bombinhas, praia do Canto Grande (27o13’S/48o30’W), nos meses de junho de 2006 a julho de 2007. Foi detectada a presença de 31 espécies pertencentes a sete grandes grupos de organismos epibiontes. Dessas, apenas dez espécies representaram mais de 98% da abundância total. Apesar de haver aumento da riqueza de espécies, diferenças na abundância e na diversidade ao longo das coletas, não houve evidências concretas de processos sucessionais. Após 467 dias sem limpeza, as vieiras do cultivo de Canto Grande não apresentaram efeitos negativos pela presença do fouling. Foram registradas oito espécies de esponjas, sendo Arenosclera brasiliensis a mais abundante, e Prosuberites sp. a espécie que apresentou a maior área de cobertura das valvas das vieiras. Entretanto, nenhuma espécie foi dominante na comunidade de epibiontes, não evitando a presença de outros organismos incrustantes. Foram identificadas pela primeira vez, esponjas associadas às vieiras de cultivo, descrevendose oito espécies: Arenosclera brasiliensis Muricy & Ribeiro 1999, Tedania ignis (Duhassaing & Micheloti, 1864), Lissodendoryx (Lissodendoryx) isodictyalis (Carter 1882), Hymeniacidon heliophila Parker 1910, Mycale (Carmia) microsigmatosa Arndt 1927, Halichondria (Halichondria) sp., Mycale (Carmia) sp. e Prosuberites sp. Ampliam-se os limites meridionais de A. brasiliensis e L. isodictyalis. Mycale sp. e Prosuberites sp. são possíveis espécies novas para a ciência. The cultivation of marine mollusks became, in the last ten years, a major source of income to the coastal communities of Santa Catarina in southern Brazil. This state is the greatest domestic producer of shellfish cultivation and the second largest in South America. The scallop Pata-de-Leon (Nodipecten nodosus Linnaeus, 1758) is a species with great potential for aquaculture, and its cultivation in experimental and pilot scale is being held in Santa Catarina, with excellent prospects. However, the incidence of epibionts on the valves of scallops can cause problems in the development of bivalves. This study aimed to identify the occurrence of the main organisms that make up the fouling of the scallop N. nodosus and whether this settlement would impose negative effects on their development; to record and describe the occurrence of eight species of marine sponges associated with cultured scallops and evaluate on a preliminary form the ability of colonization of sponges species by the space competition with others epifaunal organisms. The samples were collected in the cultivation of scallops N. nodosus, located in the state of Santa Catarina, municipality of Bombinhas, the beach Canto Grande (27°13'S / 48°30'W), in the months of June 2006 to July 2007. It detected the presence of 31 species belonging to seven major groups of organisms epibionts. Of these, only ten species represented more than 98% of the total abundance. Although there was an increase in species richness, differences in the abundance and diversity throughout the study period, there was no concrete evidence of successional processes. After 467 days without cleaning, the scallops of the culture of Canto Grande showed no negative effects by the presence of fouling. Eight sponge species have been recorded being the most abundant Arenosclera brasiliensis, and Prosuberites sp. the species that showed the largest area of coverage valve of the scallops. However, no species was dominant in the community of epibionts, not avoiding the presence of other organisms incrustants. All sponge species have been described: Arenosclera brasiliensis Muricy & Ribeiro 1999, Tedania ignis (Duhassaing & Micheloti, 1864), Lissodendoryx (Lissodendoryx) isodictyalis (Carter 1882), Hymeniacidon heliophila Parker 1910, Mycale (Carmia) microsigmatosa Arndt 1927, Mycale (Carmia) sp., Halichondria (Halichondria) sp. e Prosuberites sp. The southern boundaries of A. brasiliensis and L. isodictyaliz were enlarged and the latter is a new record for Brazilian coast. Mycale sp., Halichondria sp. and Prosuberites sp. are possible new species.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:36:46Z No. of bitstreams: 1 dissertacao luiz omena de oliveira filho.pdf: 1180413 bytes, checksum: 66285b7861e93f19b9415a9deb30f148 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao luiz omena de oliveira filho.pdf: 1180413 bytes, checksum: 66285b7861e93f19b9415a9deb30f148 (MD5) Previous issue date: 2007-08-30 A Heat Exchanger Network (HEN) can be defined as a group of heat exchangers interconnected aiming to reduce the energy demand of a system, being widely used in the process industries. However, a HEN is subject to fouling, which causes a decrease on the thermal effectiveness of heat exchangers. This phenomenon is provoked by the accumulation of undesirable materials on thermal surface. In order to compensate the reduction of thermal effectiveness caused by fouling, it becomes necessary to increase the utility consumption. Thus, there is an increase of the operation costs, as maintenance costs. It is estimated that the costs associated to fouling reach billions of dollars annually. Facing this problem, several researches have investigated methods to prevent fouling and/or how to manage HEN operations. Studies involve since optimization of individual heat exchangers, simulation and fouling monitoring, until cleaning schedule optimization of HENs. The present work proposes a HEN simulation model, applied to fouling management. Consequently, it was developed a set of integrated computational codes, which involve a HEN stationary simulation, a pseudo-stationary simulation of HEN behavior related to fouling, a parameter estimation procedure for diagnosing fouling problems and an operational optimization procedure of this sort of system. Related to the stationary simulator, the HEN model is formulated using a matrix approach and the mass and energy balances are solved as linear equation systems. Focusing on optimization, it redistributes the HEN flows in order to improve the heat exchangers thermal efficiency, for example, searching for the HEN flows that maximize the inlet furnace stream temperature in crude distillation units. The algorithm was implemented to some literature examples and on a problem of a real refinery. All results show to be promising, which suggests that the proposal of this work may be an interesting approach for operations involving HENs Uma rede de trocadores de calor pode ser definida como um grupo de trocadores de calor interligados com o objetivo de reduzir a necessidade de energia de um sistema, sendo largamente usada nas indústrias de processos. Entretanto, uma rede está sujeita à deposição, a qual causa um decréscimo na efetividade térmica dos trocadores. Este fenômeno é provocado pelo acúmulo de materiais indesejáveis sobre a superfície de troca térmica. Para compensar a redução de efetividade térmica causada pela deposição, torna-se necessário um aumento no consumo de utilidades. Isto eleva os custos de operação, assim como os custos de manutenção. Estima-se que os custos associados à deposição atinjam bilhões de dólares anualmente. Em face a este problema, vários trabalhos de pesquisa têm investigado métodos para prevenir a deposição e/ou gerenciar as operações em uma rede. Estudos envolvem desde a otimização de trocadores de calor individuais, simulação e monitoramento de redes, até a otimização da programação das paradas para limpeza de trocadores de calor em uma rede. O presente trabalho apresenta a proposição de um modelo para simulação de redes de trocadores de calor com aplicações no gerenciamento da deposição. Como conseqüência, foi desenvolvido um conjunto de códigos computacionais integrados, envolvendo a simulação estacionária de redes, a simulação pseudo-estacionária do comportamento de redes em relação à evolução da deposição, a estimação de parâmetros para diagnóstico do problema da deposição e a otimização operacional deste tipo de sistema. Com relação ao simulador estacionário, o modelo da rede foi formulado matricialmente e os balanços de massa e energia são resolvidos como sistemas de equações lineares. Do ponto de vista da otimização, o procedimento proposto redistribui as vazões, visando um melhor aproveitamento térmico dos trocadores da rede, como, por exemplo, buscando as vazões da rede que maximizem a temperatura da corrente de entrada no forno em unidades de destilação atmosférica de óleo cru. Os algoritmos foram implementados em alguns exemplos da literatura e em um problema de uma refinaria real. Os resultados foram promissores, o que sugere que a proposta deste trabalho pode vir a ser uma abordagem interessante para operações envolvendo redes de trocadores de calor

Neste trabalho, os autores apresentam uma panorâmica geral sobre as tintas antivegetativas. Após a conveniente localização destas tintas no esquema de protecção anticorrosiva das obras vivas dos navios e / ou outras estruturas móveis, fazem uma síntese dos principais tipos de produtos antivegetativos usados ao longo dos tempos, até aos nossos dias. Complementarmente, sistematizam as principais tipologias dos organismos vivos que se fixam nas obras vivas das embarcações e referem alguns tipos de fauna e flora predominantes em duas regiões da Ibero-América. Abordam também, ainda que sumariamente, os principais mecanismos básicos de funcionamento dos diferentes tipos de tintas antivegetativas. Finalmente, referem algumas das principais linhas de investigação actualmente em curso, no domínio da luta contra a fixação dos organismos marinhos nos cascos dos navios. In this work the authors present a general overview of maritime paints, paying particular attention to the case of antifouling paints. After locating these paints in the anticorrosive protection systems used on the underwater parts of ships and/or other moving structures, a summary is made of the main types of antifouling products used through history up to the present time. This is complemented by an assessment of the main types of living organisms that fix themselves to the underwater parts of ships, mentioning a number of families of fouling predominant in two regions of Ibero-America. Consideration is also briefly made of the main basic mechanisms by which the different types of antifouling paints work. Finally, a number of actual research lines on antifouling technologies are mentioned.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-03-01T17:13:09Z No. of bitstreams: 1 ARLEIDE RICARTE DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 2505152 bytes, checksum: 75c2a594f85b021b1334d0af4f86f5ad (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-01T17:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARLEIDE RICARTE DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 2505152 bytes, checksum: 75c2a594f85b021b1334d0af4f86f5ad (MD5) Previous issue date: 2002-10 0 presente trabalho visa estudar o desempenho de um sistema de dessalinização via osmose inversa, em escala piloto, fazendo uso de painéis fotovoltaicos,'o qual foi desenvolvido no Laboratório Referência em Dessalinização do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande. O desempenho do sistema foi avaliado sob as seguintes águas: soluções de cloreto de sódio de concentração de 1000 mg/L a 4000 mg/L e águas salobras de poços tubulares com concentração de 2000 mg/L para uma faixa de pressão de 4,0 kgf/cm2 a 12 kgf/cm2 . A partir das variáveis de medidas como: tensão, corrente elétrica, vazão, condutividade elétrica e pH, foram avaliados os seguintes parâmetros: potência elétrica, vazão do permeado e do concentrado, recuperação e consumo de energia. A faixa de menor consumo de energia de 1,42 kWh/m3 a 2,3 kWh/m3 foi obtida sob a pressão de 10,0 kgf/cm2 para as soluções estudadas. O sistema mostrou condições técnicas de produzir 0,2 m3 /h de água dessalinizada a um custo viável de US$ 1,13/m3. In this work the performance of small-scaled reverse osmosis desaíination unit is studied using photovoltaic solar energy. This unit was developed in the Reference Laboratory of Desaíination of the Chemical Engineering Department of the Federal University of Campina Grande. The system was tested with several sodium chloride solutions from 1000 mg/L to 4000 mg/L and brackish water from welis at concentration of 2000 mg/L under pressures from 4 kgf/cm2 to 12 kgf/cm2 The measurement of voltage, electric current, permeate and concentrate flows, electric conductinty and pH ailowed to evaiue the performance of the following parameters; electric power, recovery and energy consumption. The lowest range of energy consumption, was obtained at 10 kgf/cm2 , which was 1.42 kWh/m3 to 2.3 kWh/m3. The system provided technical conditions to produce 0.2 m3 /h of dessalinated at reasonable cost of US$ 1.13/ m3.