Orientador: Flávio Vasconcelos da Silva

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O desenvolvimento da biotecnologia tem proporcionado um crescimento em pesquisas acadêmicas, nas quais desenvolveram-se reatores conhecidos como airlifts, que são aplicados em bioprocessos diversos, tais como a fermentação alcóolica e o tratamento de efluentes. Assim, este trabalho possui...

Resumo: O desenvolvimento da biotecnologia tem proporcionado um crescimento em pesquisas acadêmicas, nas quais desenvolveram-se reatores conhecidos como airlifts, que são aplicados em bioprocessos diversos, tais como a fermentação alcóolica e o tratamento de efluentes. Assim, este trabalho possui como principais objetivos o projeto, a montagem e a instrumentação de um reator airlift de tubos concêntricos, de modo a obter em tempo real a fração de gás retido e a velocidade de circulação do líquido, e ainda estimar o coeficiente volumétrico de transferência de massa no sistema composto por solução aquosa de etanol e ar, aonde separa-se o etanol do meio através do arraste pelo gás carbônico presente no ar injetado (gas stripping). Os resultados obtidos no presente trabalho permitem concluir que o volume total do reator projetado e o design com as dimensões consideradas permitiram operar o airlift no regime hidrodinâmico de recirculação de gás, e capaz de promover a separação do etanol do meio através do arraste pelo ar comprimido alimentado. Os resultados mostraram que os parâmetros hidrodinâmicos, velocidade de circulação de líquido e fração de gás retido, são dependentes da velocidade superficial do gás alimentado e do volume de solução alcoólica presente na coluna (desnível), mostraram também que o coeficiente volumétrico de transferência de massa sofreu influências da concentração de etanol no meio, do desnível, da velocidade superficial de gás e da temperatura, sendo esta última a variável de maior influência entre as consideradas

Abstract: The development of biotechnology has provided an increase in academic research, which evolved reactors known as airlifts, which are applied in several bioprocesses, such as alcoholic fermentation and wastewater treatment. Thus, this work has as main objectives the design, assembly and...

Abstract: The development of biotechnology has provided an increase in academic research, which evolved reactors known as airlifts, which are applied in several bioprocesses, such as alcoholic fermentation and wastewater treatment. Thus, this work has as main objectives the design, assembly and automation of a concentric tube airlift reactor, in order to obtain in real time the gas hold-up and liquid circulation velocity, and still estimate the volumetric mass transfer coefficient in a system composed of air and aqueous ethanol, the latter was recovered from the carbon dioxide stripping gas in a refrigerated condenser. The results obtained in this study allow is possible to conclude that the airlift designed behaved satisfactorily and as expected, the total volume of the reactor and designed with the dimensions considered design allowed us to operate the reactor in the gas recirculation regime, and capable of promoting the separation of the ethanol by stripping. The results showed that the hydrodynamic parameters, liquid circulation velocity and gas hold-up, are dependent on the superficial gas velocity and the volume of alcohol solution on the column (dispersion height), also showed that the volumetric mass transfer coefficient was influenced by ethanol concentration, dispersion height, superficial gas velocity and temperature, the latter being the most influential among the considered variable