Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/5053 |
Resumo: | The present study aimed to design prototypes of optimized microwave reactors based on measurements of dielectric properties of reactional media involved in the acid hydrolysis of sugarcane bagasse with sulfuric acid in the presence or not of glycerin as co-solvent and its consequences on the geometry of microwave-induced reactors. The reactors proposal was based on results of dielectric properties of 0.3 to 13.5 GHz, of the hydrolysis reactions of sugarcane bagasse by sulfuric acid, varying reaction parameters, such as: temperature, time, concentration of the acid, the bagasse:water mass ratio and the use of co-solvent (glycerin). From the measurements of the dielectric properties, in an unprecedented way, and evaluating the reaction parameters of the hydrolysis reactions and the specific influences of the reagents, it was evidenced the conductivity domain in the dielectric loss process and its great dependence on the concentration of sulfuric acid, regardless of any other variation in the reaction medium. The values of ε′ and ε″ calculated the loss tangents and the penetration depths at 0.915 and 2.45 GHz, and also, in an unprecedented way, it was possible to obtain the solutions of the boundary conditions for cylindrical reactors operating in monomode in TM - (Transverse Magnetic) and TE - (Transverse Electric) to 0.915 and 2.45 GHz and thus to determine the best propagation modes for each frequency and the diameters of wells (Dc) and diameters of samples (Da) for these modes, in function of the reaction medium, the possibility of coupling the specific guides at each frequency with the reactor and the higher mass capacity of the reaction mixtures. Thus, for both frequencies 0.915 and 2.45 GHz was obtained as the best mode of propagation the TM, having the following dimensions of reactor: Dc of 25 cm, Da of 10 cm and height of 25 cm for monomode 0.915 GHz; Dc of 12 cm, Da of 11 cm and height of 12 cm for monomode 2.45 GHz; and for multimodes at 2.45 GHz a Dc of 25.95 cm and height of 25.95 cm. From these dimensions, three reactor proposals were carried out for reactions of acid hydrolysis of sugarcane bagasse with glycerin as co-solvent, induced by microwave, of which a monomode in 0.915 GHz TM, a monomode in TM 2.45 GHz and a 2.45 GHz multimode. |
id |
UFMT_1ccfb9fa85f5d5f79dc27dfe99cfae69 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:localhost:1/5053 |
network_acronym_str |
UFMT |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFMT |
repository_id_str |
|
spelling |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondasReatores TMReatores TETransverso elétricoTransverso magnéticoCavidades ressonantesCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASTM reactorsTE reactorsTransverse electricTransverse magneticResonant cavitiesThe present study aimed to design prototypes of optimized microwave reactors based on measurements of dielectric properties of reactional media involved in the acid hydrolysis of sugarcane bagasse with sulfuric acid in the presence or not of glycerin as co-solvent and its consequences on the geometry of microwave-induced reactors. The reactors proposal was based on results of dielectric properties of 0.3 to 13.5 GHz, of the hydrolysis reactions of sugarcane bagasse by sulfuric acid, varying reaction parameters, such as: temperature, time, concentration of the acid, the bagasse:water mass ratio and the use of co-solvent (glycerin). From the measurements of the dielectric properties, in an unprecedented way, and evaluating the reaction parameters of the hydrolysis reactions and the specific influences of the reagents, it was evidenced the conductivity domain in the dielectric loss process and its great dependence on the concentration of sulfuric acid, regardless of any other variation in the reaction medium. The values of ε′ and ε″ calculated the loss tangents and the penetration depths at 0.915 and 2.45 GHz, and also, in an unprecedented way, it was possible to obtain the solutions of the boundary conditions for cylindrical reactors operating in monomode in TM - (Transverse Magnetic) and TE - (Transverse Electric) to 0.915 and 2.45 GHz and thus to determine the best propagation modes for each frequency and the diameters of wells (Dc) and diameters of samples (Da) for these modes, in function of the reaction medium, the possibility of coupling the specific guides at each frequency with the reactor and the higher mass capacity of the reaction mixtures. Thus, for both frequencies 0.915 and 2.45 GHz was obtained as the best mode of propagation the TM, having the following dimensions of reactor: Dc of 25 cm, Da of 10 cm and height of 25 cm for monomode 0.915 GHz; Dc of 12 cm, Da of 11 cm and height of 12 cm for monomode 2.45 GHz; and for multimodes at 2.45 GHz a Dc of 25.95 cm and height of 25.95 cm. From these dimensions, three reactor proposals were carried out for reactions of acid hydrolysis of sugarcane bagasse with glycerin as co-solvent, induced by microwave, of which a monomode in 0.915 GHz TM, a monomode in TM 2.45 GHz and a 2.45 GHz multimode.FAPEMATO presente estudo teve como meta projetar protótipos de reatores de micro-ondas otimizados baseado em medidas de propriedades dielétricas de meios reacionais envolvidos na hidrólise ácida de bagaço de cana-de-açúcar com ácido sulfúrico na presença ou não de glicerina como co-solvente e suas consequências na geometria de reatores induzidos por micro-ondas. A proposta dos reatores baseou-se em resultados de propriedades dielétricas de 0,3 a 13,5 GHz, das reações de hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar por ácido sulfúrico, variando parâmetros reacionais, tais como: temperatura, tempo, concentração do ácido, a razão mássica de bagaço:água e o uso de co-solvente (glicerina). A partir das medidas das propriedades dielétricas, de forma inédita, e avaliando os parâmetros reacionais das reações de hidrólise e as influências específicas dos reagentes, ficou evidenciado o domínio da condutividade no processo de perda dielétrica e a grande dependência dela com a concentração do ácido sulfúrico, independentemente de qualquer outra variação no meio reacional. Ainda dos valores de ε′ e ε″ foram calculadas as tangentes de perda e as profundidades de penetração em 0,915 e 2,45 GHz e também de forma inédita foi possível obter as soluções das condições de contorno para reatores cilíndricos operando em regime monomodo em TM - (Transverso Magnético) e TE – (Transverso Elétrico) para 0,915 e 2,45 GHz e assim determinar os melhores modos de propagação para cada frequência e os diâmetros de cavidades (Dc) e diâmetros de amostras (Da) para esses modos, em função do meio reacional, da possibilidade de acoplamento dos guias específicos em cada frequência com o reator e da maior capacidade de massa das misturas reacionais. Assim, para ambas as frequências 0,915 e 2,45 GHz foi obtido como o melhor modo de propagação o TM, tendo as seguintes dimensões de reator: Dc de 25 cm, Da de 10 cm e altura de 25 cm para monomodo 0,915 GHz; Dc de 12 cm, Da de 11 cm e altura de 12 cm para monomodo 2,45 GHz; e para multimodos em 2,45 GHz um Dc de 25,95 cm e altura de 25,95 cm. Dessas dimensões, foram realizadas três propostas de reatores para reações de hidrólise ácida de bagaço de cana com glicerina como co-solvente, induzidos por micro-ondas, dos quais, um monomodo em TM 0,915 GHz, um monomodo em TM 2,45 GHz e um multimodo em 2,45 GHz.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Biociências (IB)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia - Rede BIONORTE – PPG-BIONORTEDall’Oglio, Evandro Luizhttp://lattes.cnpq.br/0288804659104012Dall’Oglio, Evandro Luiz589.765.079-91http://lattes.cnpq.br/0288804659104012Sousa Junior, Paulo Teixeira de150.811.331-91http://lattes.cnpq.br/9217526978424330589.765.079-91Costa, Mauro Miguel298.093.807-78http://lattes.cnpq.br/2827325360244042Terezo, Ailton José674.006.399-00http://lattes.cnpq.br/3542217308732577Siqueira, Adriano Buzutti de869.820.011-72http://lattes.cnpq.br/6569021588718910Vasconcelos, Leonardo Gomes de2024-01-22T15:05:36Z2018-06-142024-01-22T15:05:36Z2018-03-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisVASCONCELOS, Leonardo Gomes de. Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas. 2018. 145 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia) Rede BioNorte, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2018.http://ri.ufmt.br/handle/1/5053porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2024-01-26T06:02:18Zoai:localhost:1/5053Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2024-01-26T06:02:18Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
title |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
spellingShingle |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas Vasconcelos, Leonardo Gomes de Reatores TM Reatores TE Transverso elétrico Transverso magnético Cavidades ressonantes CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS TM reactors TE reactors Transverse electric Transverse magnetic Resonant cavities |
title_short |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
title_full |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
title_fullStr |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
title_full_unstemmed |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
title_sort |
Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas |
author |
Vasconcelos, Leonardo Gomes de |
author_facet |
Vasconcelos, Leonardo Gomes de |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Dall’Oglio, Evandro Luiz http://lattes.cnpq.br/0288804659104012 Dall’Oglio, Evandro Luiz 589.765.079-91 http://lattes.cnpq.br/0288804659104012 Sousa Junior, Paulo Teixeira de 150.811.331-91 http://lattes.cnpq.br/9217526978424330 589.765.079-91 Costa, Mauro Miguel 298.093.807-78 http://lattes.cnpq.br/2827325360244042 Terezo, Ailton José 674.006.399-00 http://lattes.cnpq.br/3542217308732577 Siqueira, Adriano Buzutti de 869.820.011-72 http://lattes.cnpq.br/6569021588718910 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Vasconcelos, Leonardo Gomes de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Reatores TM Reatores TE Transverso elétrico Transverso magnético Cavidades ressonantes CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS TM reactors TE reactors Transverse electric Transverse magnetic Resonant cavities |
topic |
Reatores TM Reatores TE Transverso elétrico Transverso magnético Cavidades ressonantes CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS TM reactors TE reactors Transverse electric Transverse magnetic Resonant cavities |
description |
The present study aimed to design prototypes of optimized microwave reactors based on measurements of dielectric properties of reactional media involved in the acid hydrolysis of sugarcane bagasse with sulfuric acid in the presence or not of glycerin as co-solvent and its consequences on the geometry of microwave-induced reactors. The reactors proposal was based on results of dielectric properties of 0.3 to 13.5 GHz, of the hydrolysis reactions of sugarcane bagasse by sulfuric acid, varying reaction parameters, such as: temperature, time, concentration of the acid, the bagasse:water mass ratio and the use of co-solvent (glycerin). From the measurements of the dielectric properties, in an unprecedented way, and evaluating the reaction parameters of the hydrolysis reactions and the specific influences of the reagents, it was evidenced the conductivity domain in the dielectric loss process and its great dependence on the concentration of sulfuric acid, regardless of any other variation in the reaction medium. The values of ε′ and ε″ calculated the loss tangents and the penetration depths at 0.915 and 2.45 GHz, and also, in an unprecedented way, it was possible to obtain the solutions of the boundary conditions for cylindrical reactors operating in monomode in TM - (Transverse Magnetic) and TE - (Transverse Electric) to 0.915 and 2.45 GHz and thus to determine the best propagation modes for each frequency and the diameters of wells (Dc) and diameters of samples (Da) for these modes, in function of the reaction medium, the possibility of coupling the specific guides at each frequency with the reactor and the higher mass capacity of the reaction mixtures. Thus, for both frequencies 0.915 and 2.45 GHz was obtained as the best mode of propagation the TM, having the following dimensions of reactor: Dc of 25 cm, Da of 10 cm and height of 25 cm for monomode 0.915 GHz; Dc of 12 cm, Da of 11 cm and height of 12 cm for monomode 2.45 GHz; and for multimodes at 2.45 GHz a Dc of 25.95 cm and height of 25.95 cm. From these dimensions, three reactor proposals were carried out for reactions of acid hydrolysis of sugarcane bagasse with glycerin as co-solvent, induced by microwave, of which a monomode in 0.915 GHz TM, a monomode in TM 2.45 GHz and a 2.45 GHz multimode. |
publishDate |
2018 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2018-06-14 2018-03-28 2024-01-22T15:05:36Z 2024-01-22T15:05:36Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
VASCONCELOS, Leonardo Gomes de. Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas. 2018. 145 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia) Rede BioNorte, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2018. http://ri.ufmt.br/handle/1/5053 |
identifier_str_mv |
VASCONCELOS, Leonardo Gomes de. Estudo das propriedades diéletricas em reações de hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e seu uso na modelagem de reatores assistidos por micro-ondas. 2018. 145 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia) Rede BioNorte, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2018. |
url |
http://ri.ufmt.br/handle/1/5053 |
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.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Mato Grosso Brasil Instituto de Biociências (IB) UFMT CUC - Cuiabá Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia - Rede BIONORTE – PPG-BIONORTE |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Mato Grosso Brasil Instituto de Biociências (IB) UFMT CUC - Cuiabá Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia - Rede BIONORTE – PPG-BIONORTE |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFMT instname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) instacron:UFMT |
instname_str |
Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) |
instacron_str |
UFMT |
institution |
UFMT |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFMT |
collection |
Repositório Institucional da UFMT |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) |
repository.mail.fl_str_mv |
jordanbiblio@gmail.com |
_version_ |
1804648527901491200 |