Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cardoso, Valdemir Moretto
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4163
Resumo: In Brazil, ethanol is produced from fermentation route, being a process well consolidated and largely used for decades in the production units without facing significant changes in its design. In order to increase the productivity in this process, few studies have evaluated ethanol recovery using CO2 to strip it from the vine of the fermentation stepwise and from the vine without yeasts. Thus, in the fermentation stepwise, there is a possibility of prolonging the yeast s activities, by maintaining the ethanol concentration below the inhibition limit of action of this type of organism for more time, causing a higher ethanol production in this step. Besides that, the stripped ethanol from the vine without yeast arises a san alternative to the first distillation step, impacting in a reduction of the energy consumption in the process due to the least necessity of water vapor use. Under these conditions, the generated gas would be mainly a mixture between CO2 gas and ethanol-water vapor. Because of this, it was proposed to evaluate the ethanol recovery in this gaseous mixture by absorption unit operation. Then, it was assembled a system containing a saturated gaseous mixture generation in ethanol, passing continuously in countercurrent flow with the recirculated liquid into a absorption column, before being released to the environment. Through recirculated liquid samples over time, it was possible to follow the effects caused of some absorbents indetermined concentrations and determined gaseous mixture and absorbent flows. As absorbents were evaluated aqueous solutions of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerol. With the work results was possible to compare solute concentration over time in each absorbent, to measure the ethanol recovery level, to estimate the controller phase(gaseous or liquid) and to calculate the overall volumetric mass transfer coefficients of the liquid phase (KLa), proposing correlations for that and for the ethanol recovery level in the studied conditions. Ethanol concentration until 63% (w/w) and recovery values closer than90% were observed. Besides that, it was proposed a method to determine KLa and it were got and evaluated 24 equations to estimate it and more 22 in order to estimate the ethanol recovery level.
id SCAR_af834c7eaaec2ed6fa295d045425c88f
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4163
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Cardoso, Valdemir MorettoGiulietti, Marcohttp://lattes.cnpq.br/7703659740618915http://lattes.cnpq.br/3531783325262501cca9b5e8-edd8-4dfc-ae61-ee647ed5b0ca2016-06-02T19:56:58Z2015-04-222016-06-02T19:56:58Z2015-02-27CARDOSO, Valdemir Moretto. Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes. 2015. 145 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4163In Brazil, ethanol is produced from fermentation route, being a process well consolidated and largely used for decades in the production units without facing significant changes in its design. In order to increase the productivity in this process, few studies have evaluated ethanol recovery using CO2 to strip it from the vine of the fermentation stepwise and from the vine without yeasts. Thus, in the fermentation stepwise, there is a possibility of prolonging the yeast s activities, by maintaining the ethanol concentration below the inhibition limit of action of this type of organism for more time, causing a higher ethanol production in this step. Besides that, the stripped ethanol from the vine without yeast arises a san alternative to the first distillation step, impacting in a reduction of the energy consumption in the process due to the least necessity of water vapor use. Under these conditions, the generated gas would be mainly a mixture between CO2 gas and ethanol-water vapor. Because of this, it was proposed to evaluate the ethanol recovery in this gaseous mixture by absorption unit operation. Then, it was assembled a system containing a saturated gaseous mixture generation in ethanol, passing continuously in countercurrent flow with the recirculated liquid into a absorption column, before being released to the environment. Through recirculated liquid samples over time, it was possible to follow the effects caused of some absorbents indetermined concentrations and determined gaseous mixture and absorbent flows. As absorbents were evaluated aqueous solutions of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerol. With the work results was possible to compare solute concentration over time in each absorbent, to measure the ethanol recovery level, to estimate the controller phase(gaseous or liquid) and to calculate the overall volumetric mass transfer coefficients of the liquid phase (KLa), proposing correlations for that and for the ethanol recovery level in the studied conditions. Ethanol concentration until 63% (w/w) and recovery values closer than90% were observed. Besides that, it was proposed a method to determine KLa and it were got and evaluated 24 equations to estimate it and more 22 in order to estimate the ethanol recovery level.No Brasil a produção de etanol é realizada pela rota fermentativa, sendo um processo amplamente consolidado e empregado há décadas nas unidades de produção sem sofrer alterações significativas no seu formato. A fim de aumentar a produtividade nesse processo, alguns estudos avaliaram a recuperação do etanol utilizando CO2 para arrastá-lo do vinho da etapa de fermentação alcóolica e do vinho delevedurado. Com isso, no meio fermentativo, há a possibilidade de prolongar a atividade das leveduras, ao manter a concentração do etanol presente no meio abaixo do valor limite de inibição de ação deste tipo de organismo por um período maior de tempo, acarretando uma maior produção de etanol nesta etapa. Além disso, o arraste do etanol do vinho delevedurado surge como uma alternativa à primeira etapa de destilação, impactando em uma redução do consumo energético no processo pela menor necessidade de uso de vapor d água. Nessas condições,uma mistura entre gás CO2 e vapores de água e etanol é gerada. Desta forma, neste trabalho foi avaliada a recuperação do etanol presente nessa mistura gasosa pela operação unitária de absorção. Assim, montou-se um sistema com a geração de uma mistura gasosa saturada e metanol, passando continuamente em fluxo contracorrente com o líquido absorvente recirculado em uma coluna de absorção, antes de ser liberada para o ambiente. Por meio de amostras do líquido recirculado com o passar do tempo, foi possível acompanhar os efeitos causados pelo uso de alguns absorventes em determinadas concentrações, em diferentes vazões da mistura gasosa e do absorvente. Como absorventes foram avaliadas soluções aquosas de etilenoglicol, dietilenoglicol e glicerol. Através dos resultados do trabalho foi possível comparar a concentração do soluto ao longo do tempo em cada absorvente, medir a recuperação do etanol em cada ensaio, inferir sobre a etapa controladora (gasosa ou líquida) e calcular os coeficientes globais volumétricos de transferência de massa da fase líquida (KLa), propondo correlações para as estimativas destes e do valor de recuperação de etanol nas condições estudadas. Concentrações de até 63% em massa de etanol e recuperações próximas de 90%foram observadas. Além disso, foi proposto um método para a determinação de KLa e obtidas e avaliadas 24 equações para estimá-lo e 22 para estimar a recuperação de etanol.Universidade Federal de Minas Geraisapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQUFSCarBREngenharia químicaAbsorçãoDióxido de carbonoEtanolAbsorptionCarbon dioxideEthanol recoveryENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEstudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-1-1a1f2cd57-6077-43c0-a647-610e805fbbf8info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL6664.pdfapplication/pdf4562284https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/1/6664.pdf86f11a0656db23f159ea20aca3d6a8c6MD51TEXT6664.pdf.txt6664.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/2/6664.pdf.txtd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD52THUMBNAIL6664.pdf.jpg6664.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6841https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/3/6664.pdf.jpg6faddc5f23557885a0f7e690c10f7a64MD53ufscar/41632023-09-18 18:31:33.81oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4163Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:33Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
title Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
spellingShingle Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
Cardoso, Valdemir Moretto
Engenharia química
Absorção
Dióxido de carbono
Etanol
Absorption
Carbon dioxide
Ethanol recovery
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
title_full Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
title_fullStr Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
title_full_unstemmed Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
title_sort Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes
author Cardoso, Valdemir Moretto
author_facet Cardoso, Valdemir Moretto
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3531783325262501
dc.contributor.author.fl_str_mv Cardoso, Valdemir Moretto
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Giulietti, Marco
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7703659740618915
dc.contributor.authorID.fl_str_mv cca9b5e8-edd8-4dfc-ae61-ee647ed5b0ca
contributor_str_mv Giulietti, Marco
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia química
Absorção
Dióxido de carbono
Etanol
topic Engenharia química
Absorção
Dióxido de carbono
Etanol
Absorption
Carbon dioxide
Ethanol recovery
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Absorption
Carbon dioxide
Ethanol recovery
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description In Brazil, ethanol is produced from fermentation route, being a process well consolidated and largely used for decades in the production units without facing significant changes in its design. In order to increase the productivity in this process, few studies have evaluated ethanol recovery using CO2 to strip it from the vine of the fermentation stepwise and from the vine without yeasts. Thus, in the fermentation stepwise, there is a possibility of prolonging the yeast s activities, by maintaining the ethanol concentration below the inhibition limit of action of this type of organism for more time, causing a higher ethanol production in this step. Besides that, the stripped ethanol from the vine without yeast arises a san alternative to the first distillation step, impacting in a reduction of the energy consumption in the process due to the least necessity of water vapor use. Under these conditions, the generated gas would be mainly a mixture between CO2 gas and ethanol-water vapor. Because of this, it was proposed to evaluate the ethanol recovery in this gaseous mixture by absorption unit operation. Then, it was assembled a system containing a saturated gaseous mixture generation in ethanol, passing continuously in countercurrent flow with the recirculated liquid into a absorption column, before being released to the environment. Through recirculated liquid samples over time, it was possible to follow the effects caused of some absorbents indetermined concentrations and determined gaseous mixture and absorbent flows. As absorbents were evaluated aqueous solutions of ethylene glycol, diethylene glycol and glycerol. With the work results was possible to compare solute concentration over time in each absorbent, to measure the ethanol recovery level, to estimate the controller phase(gaseous or liquid) and to calculate the overall volumetric mass transfer coefficients of the liquid phase (KLa), proposing correlations for that and for the ethanol recovery level in the studied conditions. Ethanol concentration until 63% (w/w) and recovery values closer than90% were observed. Besides that, it was proposed a method to determine KLa and it were got and evaluated 24 equations to estimate it and more 22 in order to estimate the ethanol recovery level.
publishDate 2015
dc.date.available.fl_str_mv 2015-04-22
2016-06-02T19:56:58Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-02-27
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:56:58Z
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.citation.fl_str_mv CARDOSO, Valdemir Moretto. Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes. 2015. 145 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4163
identifier_str_mv CARDOSO, Valdemir Moretto. Estudo da absorção do vapor de etanol, carregado por gás carbônico, em diferentes solventes. 2015. 145 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4163
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv -1
-1
dc.relation.authority.fl_str_mv a1f2cd57-6077-43c0-a647-610e805fbbf8
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 Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/1/6664.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/2/6664.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/4163/3/6664.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 86f11a0656db23f159ea20aca3d6a8c6
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
6faddc5f23557885a0f7e690c10f7a64
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802136273085792256