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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Schmutzler, Luís Melchert Faber
Título: Desenvolvimento de Leitos Fixos a Base de Crisotila para Reatores Contínuos
Ano: 1998
Orientadora: Profa. Dra. Inés Joekes
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Crisotila, Fermentação contínua, Reatores
Resumo: Neste trabalho foram obtidos leitos fixos de crisotila ativada, com a adição do inerte fibra de vidro. O efeito da adição em relação a fluxos aquosos e gasosos foi estudado; bons resultados foram alcançados em relação à estabilidade mecânica, à perda de carga e à retenção de CO2. Foi investigada a capacidade de oxidação do óxido de manganês e do óxido de titânio imobilizados em crisotila ativada, em leito fixo com fibra de vidro em reatores contínuos em fase gasosa. Foram usados metanol, etanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, e 2-butanol. Não foi observado o aparecimento de produto. Verificamos que os leitos se mantiveram geometricamente intactos. Fatores de Fanning diferentes para cada álcool foram obtidos. Foi construído um sistema computadorizado de coleta de dados térmicos, com 12 sensores dentro do leito, um na entrada, um na saída, e um no banho termostático. Foi feita uma série experimentos para determinação da qualidade dos dados térmicos obtidos pelo sistema computadorizado. Em experimentos de fermentação de sacarose, foram produzidos dois núcleos para leitos fixos de crisotila (a 5 e 10%) e fibra de vidro (95 e 90%), aos que foram aderidos 14,7 e 32,8 g (base úmida) de células de fermento de pão. Ambos foram monitorados pelo sistema computadorizado. O volume de vazios dentro do reator foi de 120 mL., Foram variadas a vazão de alimentação, a concentração de sacarose, e a temperatura, sendo que a máxima produtividade alcançada foi 12,3 g.L.h, tendo como base de cálculo o volume total de 538 mL. O ensaio de eficácia volumétrica demonstrou que uma parte grande do reator não estava participando da reação. Mesmo com os problemas de dispersão axial e canais preferenciais, a adição de fibra de vidro a crisotila ativada em reatores de fermentação contínua demonstrou reduzir drasticamente a perda de carga ao longo do leito, formar arranjos estáveis sem desprendimento de fibras, facilitar a exposição das células ao fluxo, e retenção muito baixa do CO2 produzido.O sistema eletrônico de aquisição de dados permitiu que se observasse em tempo real e gravasse, importantes detalhes do comportamento térmico interno do leito, assim como a heterogeneidade da reação no volume do reator.
Abstract: The addition of fiber glass, admixed with activated chrysotile improves the structural properties of packed-beds, resulting in highlys stable bases for use as continuous reactor nucleus. The oxidizing capacity of MnO2 and TiO2 immobilized onto chrysotile in continuous reactors stabilized with fiber glass was investigated. Methanol, ethanol, n- propanol, i-propanol, n-butanol, 2-butanol, were tested. No oxidation was detected. However, the fixed bed remained intact despite of the gas flow. Different values of the Fanning friction factor were found for the different alcohols. A computerized system was built to measure the temperature in 14 points inside the reactor, and 1 in the bath. A series of experiments were done to evaluate the quality of the data acquired by the system. Two packed-bed nucleus for two main series of sucrose fermentation experiments were made, one with 5% chrysotile / fiber glass w/w, and other with 10% w/w. Both had 538 mL of total volume, and 120 mL of void volume. The yeast cells were immobilized after complete assembling of the reactor. Different temperature, feed flow rate, and sucrose concentration where applied. A maximum volumetric productivity of 12.3 gLh was obtained. The gas hold up was nearly zero, and the head loss was less than 5 mmHg. A volumetric effectiveness experiments runned with red grape juice showed that a part of the reactor was not participating of the reactions. Despite of the problems of axial dispersion and preferential flow ways, the admixture of fiber glass to chrysotile for yeast immobilized continuous fermentation reactors showed advances optimizing the CO2 flow and the head loss through the fixed bed , with low loss of fibers and cells. The resolution of the electronic data acquisition system allowed the measure of heterogeneities in the heat profiles of the reaction in the inner space of the reactor .
Arquivo (Texto Completo): vtls000189144.pdf ( tamanho: 3,62MB )

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