| dc.contributor | Prado, Manoel Marcelo do | |
| dc.contributor | Marques, Luanda Gimeno | |
| dc.creator | Resende Filho, Paulo Eduardo | |
| dc.date | 2023-07-07T19:18:08Z | |
| dc.date | 2023-07-07T19:18:08Z | |
| dc.date | 2017-12-18 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-28T22:34:42Z | |
| dc.date.available | 2023-09-28T22:34:42Z | |
| dc.identifier | RESENDE FILHO, Paulo Eduardo. Fluidização de partículas de bagaço de laranja assistida pelo uso de sólidos inertes. 2017. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2017. | |
| dc.identifier | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17812 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9072517 | |
| dc.description | The increasing energy demand is a strong indicator of a country's economic and social
development. However, for its generation, in many cases, non-renewable sources of great
environmental impact are used, raising the concern. In this scenario, as an ecological and
renewable alternative, organic waste from the agro-industrial sectors is seen as an alternative
form of energy supply. Orange bagasse, generated from the processing of orange juice, is a
strong candidate for use as a source of biomass, especially in Brazil as it has one of the world's
largest orange productions and generates tons of waste annually. However, to be used in this
way, the bagasse has to go through a step that reduces its initial moisture content, since the
calorific value is directly influenced by this parameter. Among the existing drying technologies,
the fluidized bed has been widely used in biomass drying for energy purposes. To use this
technology, it is a needed previously to study the fluid dynamics of the bed, in order to stablish
the minimum fluidization conditions. One of the main characteristics of the fluidized bed is to
promote intense contact between the fluid and the particles, thus intensifying the heat and mass
transfer rates in drying. However, beds composed by monoparticles from orange biomass have
poor fluidization quality, due to the channeling caused by strong cohesive interparticle forces.
One way to improve the fluidization of biomass particles is to use inert particles. Thus, the
objective of this work was to study the fluid dynamics of the binary mixture composed of orange
bagasse particles and inert particles of sand or polyethylene in fluidized bed. To determine the
characteristic curves, piezo-resistive MPX5010DP differential pressure transducers coupled
with a properly calibrated and configured Arduino Uno programmable controller were used. A
Scilab acquisition system was developed to assist in the collection and processing of data
provided by the platform. The fluid dynamic tests were conducted based on a factorial design
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, in order to evaluate the influence of the biomass mass fraction (5%, 10 % and 15%) and
bagasse moisture (15%, 45% and 75%) on the air flow rate and pressure drop through the bed
at the minimum fluidization conditions. The total bed mass was set at 1400 g. The particles
were classified as Geldart D-type and the fluidization was classified as aggregative based on
the calculated Froude number value. Although binary mixtures with polyethylene had the best
average fluidization index (0.8452 ± 0.0162), binary mixtures with 0.93 mm sand as inert solid
had the lowest mean minimum fluidization air flow rate (45.50 ± 7,30) m3
/h, requiring thus a
lower power consumption to pump the gas in the fluidized bed. | |
| dc.description | A crescente demanda por energia é um forte indicador de desenvolvimento econômico e social
de um país. Entretanto, para sua geração, em muitos casos, são utilizadas fontes não renováveis
e de grande impacto ambiental, elevando o motivo de preocupação. Nesse panorama, como
alternativa ecológica e renovável, os resíduos orgânicos advindos dos setores agroindustriais
são vistos como forma alternativa de suprimento energético. O bagaço de laranja, gerado do
processamento do suco da fruta, é um forte candidato à utilização como fonte de biomassa,
especialmente no Brasil por ter uma das maiores produções mundiais de laranja e gerar
toneladas de resíduo anualmente. Porém, para o seu aproveitamento como biomassa para
geração de energia, o bagaço precisa passar por uma etapa que reduza o seu elevado teor de
umidade inicial, já que o poder calorífico é influenciado diretamente por este parâmetro. Dentre
as tecnologias de secagem existentes, a de leito fluidizado vem sendo bastante utilizada em
processos de secagem de diferentes biomassas para fins energéticos. Para uso dessa tecnologia,
há a necessidade de estudo prévio do comportamento fluidodinâmico do leito, a fim de
estabelecer as condições mínimas de fluidização. Uma das características principais do leito
fluidizado é promover um intenso contato entre o fluido e as partículas, intensificando, assim,
as taxas de transferência de calor e massa envolvidas na secagem. Porém, leitos compostos por
monopartículas de biomassa de laranja apresentam uma má qualidade de fluidização, devido à
formação de caminhos preferenciais causada por fortes forças coesivas entre as partículas. Uma
das formas de melhorar a fluidização de partículas de biomassa é a utilização de partículas
inertes. Dentro desse contexto, o objetivo do trabalho foi estudar a fluidodinâmica de misturas
binárias compostas por partículas de bagaço de laranja e partículas inertes de areia ou
polietileno em leito fluidizado. Para determinação das curvas características foram utilizados
transdutores de pressão diferencial piezo-resistivos MPX5010DP acoplados a um controlador
programável Arduíno Uno, devidamente calibrados e configurados. Um sistema de aquisição
em Scilab foi desenvolvido para auxiliar na coleta e tratamento dos dados fornecidos pela
plataforma. Os ensaios fluidodinâmicos foram conduzidos com base num planejamento fatorial
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a fim de avaliar a influência da fração mássica de biomassa (5%, 10% e 15%) e do teor de
umidade do bagaço (15%, 45% e 75% b.u.) sobre a vazão de ar e a queda de pressão nas
condições de mínima fluidização. A massa total do leito foi fixada em 1400 g. As partículas se
enquadraram no tipo D de Geldart e a fluidização foi classificada como agregativa com base no
valor calculado do número de Froude. Apesar das misturas binárias com polietileno terem
apresentado um maior índice de fluidização (0,8452 ± 0,0162), as misturas binárias com areia
de 0,93 mm como sólido inerte tiveram o menor valor médio de vazão de mínima fluidização
(45,50 ± 7,30) m3
/h, requerendo, portanto, um menor gasto de energia do compressor para
fluidizar. | |
| dc.description | São Cristóvão | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Pós-Graduação em Engenharia Química | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Sergipe (UFS) | |
| dc.subject | Engenharia química | |
| dc.subject | Biomassa | |
| dc.subject | Energia | |
| dc.subject | Fontes alternativas de energia | |
| dc.subject | Sólido inerte | |
| dc.subject | Mistura binária | |
| dc.subject | Leito fluidizado | |
| dc.subject | Bioenergia | |
| dc.subject | Biomass | |
| dc.subject | Inert solid | |
| dc.subject | Binary mixture | |
| dc.subject | Fluidized bed | |
| dc.subject | Bionergy | |
| dc.subject | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.title | Fluidização de partículas de bagaço de laranja assistida pelo uso de sólidos inertes | |
| dc.type | Dissertação | |
