The Journal of Engineering and Exact Sciences

Otimização e redimensionamento da sedimentação do rejeito de minério ferro

Tarcísio Michael Ferreira Soares de Oliveira — 2020-10-21

A sedimentação é muito empregada na indústria, desde a reciclagem até o reuso na indústria de mineração, onde há presença de rejeito de minério de ferro na lama de sedimentação. Objetivou analisar o pH e concentração do rejeito de minério na sedimentação, comparar as características das partículas na sedimentação. Aplicou o planejamento fatorial completo 2² em batelada, em seguida, análisou a concentração de partículas de rejeito no lodo e no clarificado. Foram realizados cálculos dos parâmetros relacionado a sedimentação. Dimensionou um módulo didático de sedimentação, com capacidade de um 1L. A melhor sedimentação foi em pH de ácido para neutro, pela Microscopia Eletrônica de Varredura observou a influência do diâmetro de partícula, propiciando inclusive a possibilidade de otimização em processos de recuperação de água, na sedimentação da indústria de mineração.

Caracterização do material precursor de placas de baterias chumbo ácido com aditivo de carbono em forma de grafite

Lucas Bonella Marinato — 2020-10-20

A bateria chumbo-ácido é um dos acumuladores de energia mais comumente utilizados atualmente. Com isso, a implementação de aditivos para melhor performance nessas baterias vem ocorrendo nos últimos anos, impulsionando estudos nessa área. No presente trabalho, objetivou-se entender como as diferentes concentrações de aditivos de carbono na forma de grafite nas placas de baterias chumbo-ácido influenciam sua estrutura morfológica e cristalina. Para isso, miniplacas, sem e com aditivo, foram confeccionadas e analisadas pelas técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX). Conclui-se que a morfologia muda drasticamente nas concentrações de 1 e 2% de aditivo em relação à morfologia do material sem aditivo, o que não foi observado para as concentrações de 0,5 e 0,75%. Não foram encontradas diferenças nas fases cristalinas entre as amostras.

Análise de correlações da difusividade efetiva de grãos de soja submetidos a secagem em camada fina

Felipe d'Avila — 2020-10-21

A soja é uma das principais lavouras mundiais e a secagem desempenha importante papel na manutenção da qualidade dos grãos. O presente estudo teve como objetivo avaliar diferentes modelos existentes quanto a capacidade de previsão da difusividade efetiva da soja, parâmetro este importante nos estudos da operação. Utilizou-se o método das tangentes para a determinação da difusividade efetiva, a partir da segunda Lei de Fick, desprezando encolhimento e a resistência externa a transferência de massa. O parâmetro foi analisado como sendo dependente tanto da temperatura como do teor de umidade. A correlação proposta por Dotto et al. (2018) foi a que apresentou menor erro médio (0,048%) para os a consideração de uma difusividade efetiva média. Para a consideração de uma difusividade efetiva pontual, foram realizadas modificações no modelo de Dotto, proporcionando um erro máximo de 2,6%.

Computational studies of some benzothiazinone-pepirazine derivatives and lipase b inhibitor for mycobacterium tuberculosis

Yakubu Ya'u Muhammad — 2020-10-21

Computational technique was employed on Benzothiazinone-pepirazine derivatives as dominant anti-mycobacterium tuberculosis. The compound structures were drawn with the aid of chemdraw 3D Pro 12.1.0V and optimized was employed using DFT method applying B3LYP with the 6-31G? basis set. Genetic Function Approximation (GFA) was employed to form five models. Model 1 was sorted out based on model validation parameters and found to be significant with R² value of 0.948605, R²_adj(adjusted correlation coefficient) value of 0.934329, Q_Loo(Cross validation coefficient) value 0.892724 and R²_pred value of 0.658537. The docking studies showed that the ligand 6, 7 and 18 has the highest binding affinities of 10.5, 10.4, 10.3 k/mole are the most vital compounds among the binding scores. Ligand 6 being among the ligands with the highest binding affinity (-10.5 k/mole) was found to be more potent than other compounds. Stability and Robustness the model highlight the way for designing latest Benzothiazinone-pepirazine analogue with better activity against mycobacterium tuberculosis.

Implementação de interpoladores multilineares como modelos simplificados de reatores de transesterificação etanólica no simulador global EMSO

Christian de Oliveira Martins — 2020-10-21

A análise técnico-econômica de processos químicos costuma se basear em simulações estacionárias. Quando processos dinâmicos estão presentes, modelos simplificados ou meta-modelos são usados para evitar a simulação dinâmica de todo processo. Mas isso normalmente resulta em perda de informação, no caso do modelo simplificado, ou em um grande número de parâmetros no caso dos meta-modelos. Para contornar isto, um meta-modelo hibrido é proposto, que combina a predição de baixo custo computacional do comportamento médio do sistema por um modelo simplificado, com o refinamento provido por um interpolador multilinear. Esta metodologia foi aplicada na transesterificação alcalina homogênea do óleo de soja com etanol em um reator batelada. O modelo híbrido reduziu em 70% o número de pontos da tabela de inspeção para uma tolerância de 0.01 mol/l de precisão comparado ao modelo de interpolador puro.

Construção de um módulo filtro prensa e avaliação do funcionamento por meio da eficiência de filtração

Geovanina Prado Alves — 2020-10-21

A filtração consiste na separação entre fase líquida e sólida, em que uma polpa ao ser forçada a passar por meio poroso, subdivide-se em filtrado e torta de filtração. Dessa forma, o objetivo foi construir módulo didático filtro presa para utilizar em aulas práticas e pesquisas em escala laboratorial. Para o dimensionamento realizou-se experimentos em filtração á vácuo, a fim de comprovar a eficiência do módulo construído com três tipos de meios filtrantes (algodão, brim e jeans). Através dos experimentos, foi possível determinar a curva de calibração (Concentração x Turbidez) por meio da turbidimetria de valores conhecidos de concentração, obtendo a equação da curva por regressão linear. Utilizando a equação da curva determinaram-se valores de concentração dos filtrados dos processos de filtração. Por sua vez, a eficiência da filtração foi calculada relacionando a concentração da suspensão com a concentração do filtrado, apontando uma melhoria média de 18,3%, determinando o jeans como meio filtrante mais eficiente.

Caracterização de filmes poliméricos com adição de polpa de pitaya vermelha (Hylocerus Polyrhizus)

Júllia Koury Abreu — 2020-10-21

A Pitaya é um fruto de cactos epífitos do gênero Hylocereus, podendo ser encontradas mais facilmente em território brasileiro em duas diferentes espécies: Pitaya Branca (Hylocereus undatus) casca vermelha e polpa branca e a pitaya vermelha (Hylocerus Polyrhizus) e polpa vermelha. O objetivo do trabalho foi confeccionar filmes poliméricos com adição de polpa de pitaya vermelha afim de detectar possíveis propriedades da polpa que ao serem inseridas nos filmes, dê ao mesmo características relevantes para futuras confecções de embalagens ativas. Foram confeccionadas três formulações distintas: a primeira formulação contendo somente quitosana 2% (em massa); a segunda formulação contendo quitosana 2% acrescido de 1mL de polpa; a terceira formulação contendo quitosana 2%, acrescida de 5mL de polpa. Afim de realizar a caracterização das três formulações de filmes, foram realizadas as seguintes análises: Espessura, Permeabilidade ao Vapor D’água (PVA), teor de umidade e solubilidade em água. Ao final, observou-se que a adição de diferentes concentrações de polpa alterou as características dos filmes biopoliméricos.

Casca da manga como fonte de matéria prima lignocelulósica para obtenção do bioetanol

Breno Eduardo Carlos — 2020-10-21

O uso de combustíveis fósseis tem intensificado cada vez mais a emissão de gases poluentes à atmosfera, dessa forma, o etanol de segunda geração, obtido por matéria prima lignocelulósica surge como alternativa por ser considerado uma energia limpa. O biocombustível pode ser produzido a partir de resíduos gerados da fruticultura, como exemplo, a casca da manga, a qual possui uma composição satisfatória à produção do bioetanol. Este trabalho teve por objetivo, a produção de açúcares fermentescíveis, a partir desta matéria prima, para isso, foi realizado um planejamento fatorial acerca das principais variáveis de interesse no processo, e empregado a técnica da hidrólise ácida. Pôde-se observar, um aumento de 25,49% na formação de açúcares fermentescíveis comparados a composição in natura da matéria em estudo.

Construção de uma câmara de cura piloto com alimentação a vapor para produção de placas de baterias de chumbo-ácido.

Beatriz Gueler Dalvi — 2020-10-20

Na produção de baterias chumbo-ácido, a etapa principal é o processo de cura de placas empastadas. Embora haja estudos tratando do processo de cura, principalmente com os objetivos de otimizar a etapa e melhorar o desempenho das baterias, existe a necessidade de um estudo sistematizado deste processo. Deste modo o principal objetivo deste trabalho é a construção de um equipamento em escala piloto com controle de umidade e temperatura, mais comumente conhecido no setor como câmara de cura. Com isso, tem-se o intuito de operá-la em diferentes condições a partir das variações de umidade e temperatura, que influencia diretamente nas propriedades do material precursor obtido após a etapa de cura. O piloto construído apresentou resultados satisfatórios, sendo, portanto, de grande valia para o estudo da influência da umidade e temperatura com as características do material precursor.

Avaliação de suportes magnéticos utilizados para imobilização da lipase de candida rugosa

Otávio Domingues — 2020-10-21

Atualmente, o uso de nanopartículas magnéticas tem despertado interesse em processos industriais, e a combinação de suas propriedades com a imobilização de lipases tem sido desenvolvida a fim de produzir suportes de fácil separação do meio reacional. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi imobilizar a lipase de Candida rugosa em nanopartículas magnéticas, como magnetita e maghemita, por adsorção física e ligação covalente. Os biocatalicadores foram avaliados por espectroscopia de infravermelho (FTIR) e análise de atividade hidrolítica. Dessa forma, a partir das análises realizadas, o melhor biocatalisador obtido foi o imobilizado por ligação covalente em maghemita, apresentando atividade hidrolítica de 174,67 U/g.

Revisão sistemática da literatura sobre telhas sustentáveis visando o desenvolvimento do produto

Janilce dos Santos Messias Negrão — 2020-10-21

O presente artigo se fundamenta no Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP), com o estudo dos materiais alternativos, tanto dos resíduos sólidos como de possíveis compósitos, para a fabricação de telhas. O objetivo do trabalho foi a realização de uma Revisão Sistemática da Literatura, com intuito de encontrar uma solução de baixo custo, durável e ecologicamente interessante, para a utilização em habitações populares. O método aplicado foi a busca de artigos já existentes, fazendo uma revisão sistemática aliada a uma análise bibliométrica. Foram acessadas quatro plataformas eletrônicas, coletando artigos em português e em inglês, passando a compilar informações importantes a partir da ferramenta 5W2H. Também, foi realizada uma pesquisa geral em preços e pesos de telhas no mercado. A compilação de dados forneceu material suficiente para elaboração de propostas, que se basearam, principalmente, na utilização das embalagens Tetra-Pak® para o desenvolvimento das telhas. As garrafas PET, que têm, também, um elevado potencial de aplicação, mostraram-se leves e ecologicamente sustentáveis, porém o preço ainda se apresentou alto, comparado com o que há no mercado. As telhas produzidas com embalagens Tetra-Pak® se mostraram as mais apropriadas para o foco do projeto, pois têm qualidade, baixo custo e são eficientes para o uso em casas populares, além dos benefícios ambientais.

Uso de fertilizante organomineral de liberação gradual de nutrientes na cultura da soja

Robson Thiago Xavier de Sousa — 2020-10-21

Este trabalho tem como objetivo investigar a eficiência de um novo fertilizante organomineral produzido com resíduos de torta de filtro de usinas de cana-de-açúcar. O novo fertilizante foi desenvolvido com base na mistura de minerais com composto orgânico, condicionamento e peletização da mistura. Os minerais consistem em nutrientes minerais solúveis convencionais e a fase orgânica consiste em composto insolúvel de torta de filtro, obtido a partir do processo de compostagem. A eficiência dos fertilizantes convencional e organomineral foi medida em campo na cultura da soja através de um delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. As variáveis analisadas foram produtividade, teor de NPK nas folhas. O experimento foi realizado em Tupaciguara MG, Brasil. Os resultados experimentais mostraram maior produtividade da soja e teor de nitrogênio nas folhas nos tratamentos com organominerais do que nos tratamentos com minerais em todas as dosagens utilizadas, com diferença estatística para dosagens de 80% e 100% de NPK.

Processos construtivos de estruturas de telhados: uma revisão sistemática

Thaisa Lana Pilz — 2020-10-21

Apesar da indústria da construção civil no Brasil ser tradicionalmente reconhecida pelo uso de técnicas artesanais de construção, percebeu-se nos últimos anos um crescimento na busca de novos materiais, processos e tecnologias para este seguimento. Isso se deve, principalmente, ao grande impacto ambiental que este setor causa. Dessa forma, esse artigo teve como objetivo mapear os processos construtivos de telhados existentes na literatura, levantar suas vantagens, desvantagens e possíveis aplicações. Para alcançar a esse objetivo utilizou-se o método de revisão sistemática baseado em três fases - perguntas de pesquisa, seleção dos artigos e classificação dos artigos selecionados - e a ferramenta de qualidade 5W2H. Com isso, espera-se com essa pesquisa contribuir com a literatura sobre esse assunto, como também, incentivar a idealização de novas ideias de processos construtivos de telhados.

Influencia en el costo computacional de los métodos de fraccionamiento empleados en cfd para la simulación de hidrociclones

Felipe Orlando da Costa — 2020-10-21

En simulaciones con computadoras multi-particionadas, la forma con que la malla es fraccionada afecta el tiempo promedio por iteración y el costo computacional. En este trabajo, se analiza el tiempo promedio por iteración de los 23 métodos de fraccionamiento disponibles para mallas tridimensionales del software FLUENT 19.2. Se realizaron 100 iteraciones para la determinación del tiempo promedio por iteración. En general, los mejores métodos de fraccionamiento fueron aquellos en donde la división de la malla fue hecha perpendicularmente al eje en el cual el equipo se encontraba direccionado. En la simulación de un hidrociclón, mediante el uso de una computadora de 8 núcleos, se logró ahorrar aproximadamente 24.56 horas, lo que significó casi el 20% del tiempo total. De esta manera, la adecuada selección fraccionamiento, puede constituir un gran ahorro del costo computacional.

Efeito da concentração de aditivo de carbono em forma de grafite na macroporosidade, densidade aparente e morfologia de placas de bateria chumbo-ácido.

Gabriela Bianchi Feijó — 2020-10-20

As pilhas e baterias são os dispositivos de acumulação de energia mais utilizados. Assim, tem-se estudado diferentes alternativas como forma de melhorar propriedades desses sistemas. A inserção de aditivos na composição do material ativo das placas de baterias chumbo-ácido, tem sido conceituada como uma das alternativas para promover tal melhora. Desse modo, o presente trabalho se propõe a avaliar a influência da inserção de aditivos de carbono na forma de grafite na morfologia das placas de baterias chumbo-ácido. Tendo em vista os resultados obtidos, conclui-se que a macroporosidade possui uma relação inversamente proporcional com a densidade aparente e que a morfologia e cor da superfície do material são drasticamente modificados com o aumento do conteúdo de grafite.

The hope as social commitment in the processing of tacrolimus

Alessandra Suzin Bertan — 2020-10-20

O ano de 2020 mostra a fragilidade do ser humano devido a um vírus que atinge pessoas dependentes de medicamentos imunossupressores. O objetivo deste artigo é o de contextualizar a importância da esperança enquanto elemento essencial no projeto químico para a obtenção de tacrolimo, bem como para os próprios profissionais envolvidos na pesquisa. É apresentado o seu processamento e o impacto de seus resultados em produtos científico e tecnológicos, assim como na formação de recursos humanos tanto em nível de graduação quanto de graduação, mostrando que a extensão universitária pode ser feita com o público externo, além de sua produção técnica, trazendo esperança social a pessoas que permanecem invisíveis às políticas públicas.

Response surface methodology to model the electrostatic precipitation of nanoparticles at low air velocities

Alessandro Estarque de Oliveira — 2020-10-20

Baixas velocidades de ar não são totalmente exploradas no campo de precipitação eletrostática devido às limitações de escala em equipamentos industriais, embora tenham fornecido altas eficiências de coleta de nanopartículas em estudos realizados em escala laboratorial. Visando contribuir com a ciência de precipitação eletrostática, um planejamento fatorial 3² completo foi realizado para avaliar o efeito de condições operacionais (voltagens de -8.0 a -8.2 kV e velocidades do ar de 1.67 a 19.9 cm s^-1) sobre a eficiência mássica global de precipitação eletrostática de nanopartículas de KCl (5.94–224.7 nm). Metodologia de Superfície de Resposta foi usada para obter a faixa de condições operacionais que forneciam as maiores eficiências. A maior eficiência percentual (99.870 ± 0.008) foi obtida para -8.2 kV e 6.67 cm s^-1. Um modelo polinomial ajustou bem os dados experimentais (R² = 0.99217).

Análise de temperatura de chama no processo oxicorte usando gás acetileno: um estudo numérico

Gustavo L. S. Silva — 2020-10-20

Para corte de metais, o processo oxicorte usa uma chama de pré-aquecimento, normalmente composta por oxigênio e um gás combustível, além de um jato de oxigênio independente da chama. No presente trabalho, o modelo de combustão de pré-mistura parcial de um software de volumes finitos foi aplicado, com o objetivo de analisar a temperatura de chama em um bico de maçarico de acetileno de corte. Na entrada da tocha, as vazões de oxigênio e acetileno foram ajustadas para varrer uma grande extensão da razão oxigênio-combustível. Os resultados apontaram um pico nas proximidades da proporção estequiométrica: 3106°C para a literatura e 2650,93°C para o modelo numérico, uma diferença de 14,65%. A temperatura máxima de chama ocorre a uma proporção volumétrica de 52,38% de oxigênio para a literatura e 50,03% para o modelo, uma diferença de 2,35 pontos percentuais apenas. Conclui-se que os resultados da abordagem numérica atingiram os objetivos da pesquisa.