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PROJETO PILOTO DE COLUNA DE DESTILAÇÃO PARA OBTENÇÃO DE ÁLCOOL ISOAMÍLICO A PARTIR DO ÓLEO FÚSEL

2021-10-29T00:00:00Z

Título: PROJETO PILOTO DE COLUNA DE DESTILAÇÃO PARA OBTENÇÃO DE ÁLCOOL ISOAMÍLICO A PARTIR DO ÓLEO FÚSEL Autor(es): RAMOS ALVES, DOUGLAS Resumo: Como o Brasil se destaca internacionalmente na produção de biocombustíveis, principalmente o etanol, sua importância é comumente assunto de diversos estudos. No setor sucroalcooleiro a destilação, bem como suas variáveis, é fundamental para um produto final de boa qualidade, porém, a partir dessa operação, também é produzido um resíduo que não tem valor econômico elevado em seu estado natural, o óleo fúsel. Assim, o presente trabalho tem como objetivo projetar uma coluna de destilação piloto para obtenção do álcool isoamílico presente neste subproduto afim de agregar valor econômico ao mesmo, além de determinar os principais parâmetros físico-químicos do óleo fúsel e produto final. Para o dimensionamento da coluna de destilação foi selecionado o método de McCabe-Thiele sendo que os resultados obtidos foram a altura calculada para a coluna projetada de 1,22 m, e o diâmetro de 5 cm, quantificou-se uma eficiência de destilação de 36% o que resultou em 8 pratos reais e uma pureza de álcool isoamílico analisado por cromatografia de 99,2%. Portanto, o trabalho apresenta uma alternativa para a utilização de um subproduto correlacionando conceitos de ciência, técnicos e de engenharia para simular as condições de operação de uma coluna de destilação. Descrição: Pesquisa efetuada em parceria com indústria: integração Universidade - Empresa Companhia Mineira de Açúcar e Álcool: CMAA. Parceria no projeto e construção de uma coluna de destilação para destilar óleo fúsel e separação de álcool isoamílico. A coluna foi instalada na CMAA para obtenção de dados experimentais de interesse da indústria.

DESENVOLVIMENTO LABORATORIAL GUIADO POR INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL DE VIDROS ÓPTICOS COM NIÓBIO

2021-08-19T00:00:00Z

Título: DESENVOLVIMENTO LABORATORIAL GUIADO POR INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL DE VIDROS ÓPTICOS COM NIÓBIO Autor(es): DUARTE MENEZES, ANDREIA Resumo: Vidros especiais que exibem índices de refração são essenciais ao desenvolvimento de novos sistemas ópticos. Tais vidros podem ser utilizados em uma grande variedade de aplicações, tais como lentes para realidade aumentada e micro projetores. Uma grande porção desses vidros utiliza óxidos tóxicos, como PbO, BaO, As2O3, e TeO2, que aumentam os índices de refração e facilitam a etapa de fusão, mas são prejudiciais aos seres vivos e ao meio-ambiente. Por outro lado, sabe-se que o nióbio também aumenta significativamente o índice de refração de vidros e não é tóxico. O objetivo deste trabalho é produzir formulações de vidros ópticos contendo nióbio que apresentem alto índice de refração (nd >1,65), número de Abbe mediano (35< Vd <55) e baixa temperatura de transição vítrea. Para tal, foi utilizado um algoritmo de Machine Learning, GLAS, recentemente desenvolvido no DEMa - UFSCar para produção de novas formulações. Treze composições foram sugeridas pelo algoritmo e duas foram selecionadas e testadas em relação à sua habilidade de formação de vidro (GFA) e outras propriedades. A formulação com melhor habilidade de formação de vidro foi avaliada com relação ao índice de refração, temperatura de transição vítrea e durabilidade química. A comparação das características físico-químicas dos vidros produzidos em laboratório com as previsões das redes neurais artificiais, indica que o algoritmo GLAS fornece formulações adequadas, que garantem propriedades desejadas e, portanto, pode ser utilizado para o design de novos vidros, diminuindo substancialmente a quantidade de testes de laboratório. Além disso, demonstra-se que vidros com nióbio oferecem vantagens em relação aos vidros com lantânio, dentre elas destacam-se a facilidade de uso do nióbio, não sendo necessário nenhum tipo de pré-tratamento térmico do óxido e a maior habilidade de formação de vidro. Destacase ainda que o nióbio apresenta um papel importante como inibidor da corrosão em vidros quando comparado, por exemplo com um vidro óptico comercial, o BK7 da Schott. Sendo assim, apresentam-se, neste trabalho, os resultados obtidos com sucesso na aplicação do novo algoritmo de Machine Learning, a respectiva obtenção dos vidros sugeridos, as caracterizações e análises correspondentes. Descrição: Pesquisa efetuada em parceria com indústria: integração Universidade - Empresa Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração - CBMM - Araxá/MG e parceria com UFSCar - Faculdade de Engenharia de Materiais. Concessão de bolsa de pesquisa e suporte técnico pela CBMM.

PURIFICAÇÃO DE NIÓBIO UTILIZANDO A EXTRAÇÃO LÍQUIDO – LÍQUIDO

2021-07-09T00:00:00Z

Título: PURIFICAÇÃO DE NIÓBIO UTILIZANDO A EXTRAÇÃO LÍQUIDO – LÍQUIDO Autor(es): DA SILVEIRA, GIULIANO MARCOS Resumo: No trabalho desenvolvido na dissertação, buscou-se abordar a tecnologia de extração por solventes para a separação e purificação de nióbio e tântalo, promovendo uma reflexão com o intuito de ampliar o tema escolhido. Mesmo diante de uma variedade de solventes que tenham sido investigados para uma extração e separação de nióbio e tântalo, foi possível encontrar nas literaturas que apenas quatro foram usados comercialmente na produção de nióbio e tântalo partindo de suas matérias-primas. Os solventes utilizados comercialmente na extração são: metil iso-butil cetona (MIBK), tri-butil fosfato (TBP), cicloexanona (CHN) e 2-octanol (2- OCL). Outro aspecto verificado é que a extração, separação e purificação por solvente de nióbio e tântalo utilizadas na indústria ocorrem sempre na presença de íons fluoretos. O extratante MIBK é o mais utilizado devido à sua baixa densidade, baixa viscosidade e outras propriedades, que permitem uma obtenção de produtos de alta pureza. Neste estudo é apresentado a remoção seletiva de nióbio (Nb) e tântalo (Ta) por extração líquido-líquido através de uma solução aquosa por digestão ácida, composta de ácido nióbico de grau comercial, ácido fluorídrico e ácido sulfúrico. Variou-se a concentração do H2SO4 (2,6; 2,0; 1,4; 0,8 e 0,2 mol/L), manteve em agitação por 20 minutos a 85 °C, em seguida lixiviou-se com água purificada por 30 minutos a 60 °C, obtendo uma solução, na melhor condição de extração, com cerca de 70 g/L de Nb e 0,09 g/L de Ta. Os ensaios de extração por solvente foram testados três tipos de extratantes o 2-Octanol, o TBP e o Cyanex 923. O TBP obteve o melhor resultado em condições experimentais 2,0 M, utilizando Exxsol como diluente e relação A/O igual a 5, nessas condições foi extraídocerca de 94% do tântalo da solução aquosa. A solução aquosa foi precipitada e calcinada para alcançar um pentóxido de nióbio com baixo teor de tântalo (Nb2O5 98,9% e Ta 157 ppm). No estudo foi aplicado em um teste de extração continua em escala piloto com um total de 63 horas de operação. Descrição: Pesquisa efetuada em parceria com indústria: integração Universidade - Empresa Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração: CBMM - Araxá/MG. Apoio com bolsa de estudo e técnico à pesquisa.

Desenvolvimento de métodos de remoção de impurezas do Caulim para aumento do índice de brancura

2021-03-30T00:00:00Z

Título: Desenvolvimento de métodos de remoção de impurezas do Caulim para aumento do índice de brancura Autor(es): VAZ PINHEIRO NETO, JOSÉ Resumo: O Caulim é um silicato hidratado de alumínio, que possui coloração branca ou quase branca, granulometria fina e é quimicamente inerte. Devido a isso, esse argilomineral possui múltiplas aplicações, sendo seu principal destino a indústria de papel e celulose, podendo ser utilizado como carga e/ou como revestimento de papéis especiais. Porém, para cumprir essa função, o Caulim precisa ter elevada pureza e alto índice de Brancura CIE (superior a 84,5%), entretanto, atualmente, as principais técnicas de beneficiamento para produzir silicatos de elevada brancura são complexas e dispendiosas. Com isso em mente, o presente estudo tem como objetivo tratar Caulins da região de Sacramento-MG, com o intuito de desenvolver uma técnica simples e rentável. Os principais contaminantes responsáveis por conferir cor ao Caulim são óxidos de ferro, óxidos de titânio e matéria orgânica; o procedimento de calcinação é o mais comum para a remoção de matérias orgânicas, já para remoção dos óxidos o mais utilizado é a lixiviação com Ditionito de Sódio que opera em pH ácido. Os experimentos do presente estudo podem ser divididos em duas fases; uma focada em testar diferentes técnicas e reagentes e a outra em aperfeiçoar o procedimento que obteve os melhores resultados. Na primeira fase, testaram-se tratamentos térmicos em diferentes temperaturas (800°C e 900°C) e testes de lixiviação com agentes lixiviantes complexantes (EDTA e ácido cítrico), agentes lixiviantes redutores (Hidróxido de Sódio, Acetato de Cálcio, Acetato de Sódio e Ditionito de Sódio) e agentes lixiviantes oxidantes (ácido Clorídrico, Sulfúrico, Nítrico, Acético e Fosfórico). Na segunda fase, consistiu em uma série de lixiação com o reagente mais eficiente variando tempo de reação, concentração da polpa de Caulim, temperatura e concentração da solução de agente lixiviante. Os principais parâmetros para quantificar o branqueamento do Caulim foram a Luminosidade e o Índice de Brancura, ambos foram medidos através de um colorímetro da marca Eoptis. De acordo com o presente estudo dos reagentes testados, o melhor foi o ácido Clorídrico, que em 32 experimentos de lixiviação realizados, em 27 foi possível obter Caulins com Índice de Brancura adequado as exigências da indústria de papel e celulose. Nas condições ideais, foi possível elevar o Índice de Brancura de 79,58% para 86,94%. Para isso ocorrer, foi necessário operar com tempo de reação de 56 minutos, temperatura de 43°C, concentração 10% m/m de polpa de Caulim e concentração de 15% v/v de reagente. Esses resultados demonstram que o ácido clorídrico e a técnica de lixiviação são eficientes no procedimento de branqueamento do Caulim. Descrição: Pesquisa efetuada em parceria com indústria: integração Universidade - Empresa ARKO Indústria e Comércio de Mineração e Fertilizantes LTDA: branqueamento de caulim para aplicações industriais específicas.