Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Zanutto, Adriane
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5403
Resumo: Chemical reactors are used industrially in the transformation of various raw materials into products with higher added value. For this reason, it is important to study how to reduce the costs generated by the use of the reactors, promoting improvements in the reaction processes. In this sense this work promoted a study of intermittent agitation in a batch reactor on a laboratory scale automated by Arduino, with the objective of minimizing the expenditure of electrical energy, without jeopardizing the conversion of the saponification reaction between sodium hydroxide and ethyl acetate. Other factors that could interfere with energy consumption and reaction conversion were also evaluated, but without changing the original reactor settings, so as not to generate additional costs. An experimental planning 23 was carried out with the factors: level of filling, speed and intermittence of agitation. The response variables considered were: conversion (%) and spent electricity (Wh). It was observed that in all experiments the conversion was greater than 90% in a time of 3 hours of reaction. None of the factors evaluated was statistically significant for the conversion. As for electric energy, the factor that most contributed to its reduction was the intermittency of agitation, considered statistically significant. In addition to the experimental planning, 3 experiments were performed, in duplicate, keeping the agitation constant, without intermittence. In these experiments the conversion was close to the values found in the experimental design, however, the expenditure of electrical energy was higher than all the tests performed with intermittent agitation. Thus, it was concluded that intermittent agitation is able to reduce the electrical energy used for the proposed reaction, without interfering its conversion, promoting the optimization of the batch reactor used.
id UTFPR-12_3eda1ba288ca8738bd0001520ff5baa3
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5403
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Estudo experimental da agitação intermitente em reator bateladaExperimental study of intermittent agitation in a batch reactorReatores químicosPlanejamentoProcessos químicosArduino (Controlador programável)Chemical reactorsPlanningChemical processesArduino (Programmable controller)CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEngenharia QuímicaChemical reactors are used industrially in the transformation of various raw materials into products with higher added value. For this reason, it is important to study how to reduce the costs generated by the use of the reactors, promoting improvements in the reaction processes. In this sense this work promoted a study of intermittent agitation in a batch reactor on a laboratory scale automated by Arduino, with the objective of minimizing the expenditure of electrical energy, without jeopardizing the conversion of the saponification reaction between sodium hydroxide and ethyl acetate. Other factors that could interfere with energy consumption and reaction conversion were also evaluated, but without changing the original reactor settings, so as not to generate additional costs. An experimental planning 23 was carried out with the factors: level of filling, speed and intermittence of agitation. The response variables considered were: conversion (%) and spent electricity (Wh). It was observed that in all experiments the conversion was greater than 90% in a time of 3 hours of reaction. None of the factors evaluated was statistically significant for the conversion. As for electric energy, the factor that most contributed to its reduction was the intermittency of agitation, considered statistically significant. In addition to the experimental planning, 3 experiments were performed, in duplicate, keeping the agitation constant, without intermittence. In these experiments the conversion was close to the values found in the experimental design, however, the expenditure of electrical energy was higher than all the tests performed with intermittent agitation. Thus, it was concluded that intermittent agitation is able to reduce the electrical energy used for the proposed reaction, without interfering its conversion, promoting the optimization of the batch reactor used.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Os reatores químicos são utilizados industrialmente na transformação de diversas matérias-primas em produtos de maior valor agregado. Por esta razão, é importante estudar como diminuir os gastos gerados pelo uso dos reatores, promovendo melhorias nos processos reacionais. Neste sentido, este trabalho promoveu um estudo da agitação intermitente em um reator batelada em escala laboratorial automatizado por Arduino, com o objetivo de minimizar o gasto de energia elétrica, sem prejudicar a conversão da reação de saponificação entre hidróxido de sódio e acetato de etila. Também foram avaliados outros fatores que poderiam interferir no consumo de energia e na conversão da reação, mas sem alterar as configurações originais do reator, para não gerar custos adicionais. Realizou-se um planejamento experimental 23 com os fatores: nível de preenchimento, velocidade e intermitência da agitação. As variáveis de resposta consideradas foram: conversão (%) e energia elétrica gasta (Wh). Observou-se que em todos os experimentos a conversão foi superior a 90% num tempo de 3 horas de reação. Nenhum dos fatores avaliados foi estatisticamente significativo para a conversão. Já para a energia elétrica o fator que mais contribuiu para sua redução foi a intermitência da agitação, considerada estatisticamente significativa. Além do planejamento experimental foram realizados 3 experimentos, em duplicata, mantendo a agitação constante, sem a intermitência. Nestes experimentos a conversão ficou próxima dos valores encontrados no planejamento experimental, porém, o gasto de energia elétrica foi superior a todos os ensaios realizados com a agitação intermitente. Sendo assim, concluiu-se que a agitação intermitente é capaz de reduzir a energia elétrica gasta para a reação proposta, sem interferir na sua conversão, promovendo a otimização do reator batelada utilizado.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUTFPRMatos, Everton Moraeshttp://lattes.cnpq.br/3862730184197182Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreuhttps://orcid.org/0000-0002-5804-1644http://lattes.cnpq.br/7261115658729291Watanabe, Erica Roberta Lovo da Rochahttps://orcid.org/0000-0001-6839-7516http://lattes.cnpq.br/6236461593058482Matos, Everton Moraeshttp://lattes.cnpq.br/3862730184197182Klen, Márcia Regina Fagundeshttps://orcid.org/0000-0001-7453-349Xhttp://lattes.cnpq.br/4348885757947045Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreuhttps://orcid.org/0000-0002-5804-1644http://lattes.cnpq.br/7261115658729291Zanutto, Adriane2020-10-29T16:41:31Z2020-10-29T16:41:31Z2020-09-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfZANUTTO, Adriane. Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5403porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-10-30T06:01:08Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/5403Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-10-30T06:01:08Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
Experimental study of intermittent agitation in a batch reactor
title Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
spellingShingle Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
Zanutto, Adriane
Reatores químicos
Planejamento
Processos químicos
Arduino (Controlador programável)
Chemical reactors
Planning
Chemical processes
Arduino (Programmable controller)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
title_short Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
title_full Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
title_fullStr Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
title_full_unstemmed Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
title_sort Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada
author Zanutto, Adriane
author_facet Zanutto, Adriane
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Matos, Everton Moraes
http://lattes.cnpq.br/3862730184197182
Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreu
https://orcid.org/0000-0002-5804-1644
http://lattes.cnpq.br/7261115658729291
Watanabe, Erica Roberta Lovo da Rocha
https://orcid.org/0000-0001-6839-7516
http://lattes.cnpq.br/6236461593058482
Matos, Everton Moraes
http://lattes.cnpq.br/3862730184197182
Klen, Márcia Regina Fagundes
https://orcid.org/0000-0001-7453-349X
http://lattes.cnpq.br/4348885757947045
Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreu
https://orcid.org/0000-0002-5804-1644
http://lattes.cnpq.br/7261115658729291
dc.contributor.author.fl_str_mv Zanutto, Adriane
dc.subject.por.fl_str_mv Reatores químicos
Planejamento
Processos químicos
Arduino (Controlador programável)
Chemical reactors
Planning
Chemical processes
Arduino (Programmable controller)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
topic Reatores químicos
Planejamento
Processos químicos
Arduino (Controlador programável)
Chemical reactors
Planning
Chemical processes
Arduino (Programmable controller)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
description Chemical reactors are used industrially in the transformation of various raw materials into products with higher added value. For this reason, it is important to study how to reduce the costs generated by the use of the reactors, promoting improvements in the reaction processes. In this sense this work promoted a study of intermittent agitation in a batch reactor on a laboratory scale automated by Arduino, with the objective of minimizing the expenditure of electrical energy, without jeopardizing the conversion of the saponification reaction between sodium hydroxide and ethyl acetate. Other factors that could interfere with energy consumption and reaction conversion were also evaluated, but without changing the original reactor settings, so as not to generate additional costs. An experimental planning 23 was carried out with the factors: level of filling, speed and intermittence of agitation. The response variables considered were: conversion (%) and spent electricity (Wh). It was observed that in all experiments the conversion was greater than 90% in a time of 3 hours of reaction. None of the factors evaluated was statistically significant for the conversion. As for electric energy, the factor that most contributed to its reduction was the intermittency of agitation, considered statistically significant. In addition to the experimental planning, 3 experiments were performed, in duplicate, keeping the agitation constant, without intermittence. In these experiments the conversion was close to the values found in the experimental design, however, the expenditure of electrical energy was higher than all the tests performed with intermittent agitation. Thus, it was concluded that intermittent agitation is able to reduce the electrical energy used for the proposed reaction, without interfering its conversion, promoting the optimization of the batch reactor used.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-10-29T16:41:31Z
2020-10-29T16:41:31Z
2020-09-18
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv ZANUTTO, Adriane. Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2020.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5403
identifier_str_mv ZANUTTO, Adriane. Estudo experimental da agitação intermitente em reator batelada. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2020.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5403
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498355652722688