Uso da cavitação hidrodinâmica para degradação do composto melanoidina
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM |
Texto Completo: | http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1211 |
Resumo: | As indústrias alimentícias e destilarias, ao processarem seus alimentos, produzem um composto chamado melanoidina. Como esse composto possui propriedades recalcitrantes, seu descarte adequado tem sido um grande desafio para tais indústrias. Portanto, o foco em novas tecnologias para remoção de melanoidina dos efluentes industriais descartados nos corpos d’água se torna essencial. O propósito deste trabalho foi avaliar o potencial da cavitação hidrodinâmica para degradar o composto melanoidina. Neste estudo, o composto foi produzido sinteticamente e ele foi submetido a experimentos cavitacionais em sistema de cavitação hidrodinâmica de escala laboratorial. Além disso, a simulação numérica computacional foi utilizada para identificar parâmetros hidrodinâmicos de cavitação. Foram estudados cinco dispositivos Venturi com diferentes ângulos divergentes, cinco pressões de operação, seis valores de pH inicial e quatro volumes de peróxido de hidrogênio adicionados no início dos experimentos. Os resultados mostraram que, com pH inicial do composto de 2,50, o dispositivo Venturi com ângulo divergente de 11 graus e pressão de operação de 600 kPa apresentou melhor eficiência, de aproximadamente 14%. O uso sinérgico da cavitação hidrodinâmica e peróxido de hidrogênio (15 ml) contribuiu para elevar a eficiência para 61%. O intervalo entre 0,13 e 0,20 do número de cavitação apresentou elevada degradação do composto melanoidina. A simulação numérica computacional mostrou que a região de baixa pressão e a taxa de recuperação da pressão é influenciada pelos parâmetros de pressão de operação e ângulo divergente dos dispositivos Venturi. Por aprimorar a degradação de compostos orgânicos e poluentes emergentes, concluiuse que, a Cavitação Hidrodinâmica pode ser utilizada como uma ferramenta de pré-tratamento integrando-se às unidades de tratamento biológico já existentes nas estações de tratamento de efluentes convencionais. |
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Uso da cavitação hidrodinâmica para degradação do composto melanoidinaCarbono orgânico total.Melanoidina.Venturi.Melanoidin.Total organic carbon.CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICAAs indústrias alimentícias e destilarias, ao processarem seus alimentos, produzem um composto chamado melanoidina. Como esse composto possui propriedades recalcitrantes, seu descarte adequado tem sido um grande desafio para tais indústrias. Portanto, o foco em novas tecnologias para remoção de melanoidina dos efluentes industriais descartados nos corpos d’água se torna essencial. O propósito deste trabalho foi avaliar o potencial da cavitação hidrodinâmica para degradar o composto melanoidina. Neste estudo, o composto foi produzido sinteticamente e ele foi submetido a experimentos cavitacionais em sistema de cavitação hidrodinâmica de escala laboratorial. Além disso, a simulação numérica computacional foi utilizada para identificar parâmetros hidrodinâmicos de cavitação. Foram estudados cinco dispositivos Venturi com diferentes ângulos divergentes, cinco pressões de operação, seis valores de pH inicial e quatro volumes de peróxido de hidrogênio adicionados no início dos experimentos. Os resultados mostraram que, com pH inicial do composto de 2,50, o dispositivo Venturi com ângulo divergente de 11 graus e pressão de operação de 600 kPa apresentou melhor eficiência, de aproximadamente 14%. O uso sinérgico da cavitação hidrodinâmica e peróxido de hidrogênio (15 ml) contribuiu para elevar a eficiência para 61%. O intervalo entre 0,13 e 0,20 do número de cavitação apresentou elevada degradação do composto melanoidina. A simulação numérica computacional mostrou que a região de baixa pressão e a taxa de recuperação da pressão é influenciada pelos parâmetros de pressão de operação e ângulo divergente dos dispositivos Venturi. Por aprimorar a degradação de compostos orgânicos e poluentes emergentes, concluiuse que, a Cavitação Hidrodinâmica pode ser utilizada como uma ferramenta de pré-tratamento integrando-se às unidades de tratamento biológico já existentes nas estações de tratamento de efluentes convencionais.The food industries and distilleries produce a compound called melanoidin when processing their food. As this compound has recalcitrant properties, its proper disposal has been a great challenge for such industries. Therefore, it is essential to focus on new technologies to remove melanoidin from industrial effluents that are discharged into water bodies. The purpose of this work was to evaluate the hydrodynamic cavitation potential to degrade the melanoidin compound. In this study, the compound was produced synthetically and it was submitted to cavitational experiments in a laboratory scale hydrodynamic cavitation system. In addition, numerical computer simulation was used to identify hydrodynamic parameters of cavitation. Five Venturi devices with different divergent angles, five operating pressures, six initial pH values and four volumes of hydrogen peroxide added at the beginning of the experiments were studied. The results showed that, with an initial compound pH of 2.50, the Venturi device with a divergent angle of 11 degrees and an operating pressure of 600 kPa showed a better efficiency, of approximately 14%. The synergistic use of hydrodynamic cavitation and hydrogen peroxide (15 ml) contributed to increase efficiency to 61%. The cavitation number interval between 0.13 and 0.20 showed high melanoidin compound degradation. The computer numerical simulation showed that the low-pressure region and the pressure recovery rate is influenced by the parameters of operating pressure and divergent angle of the Venturi devices. By improving the degradation of organic compounds and emerging pollutants, it was concluded that the hydrodynamic cavitation can be used as a pre-treatment tool integrating with the biological treatment units that already exist in conventional effluent treatment plants.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Triângulo MineiroPró-Reitoria de Pesquisa e Pós-GraduaçãoBrasilUFTMPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia AmbientalGONÇALVES, Julio Cesar de Souza Inácio32715545878http://lattes.cnpq.br/3449617170299224SOEIRA, Thiago Vinicius Ribeiro2022-06-09T16:43:17Z2020-12-302022-06-09T16:43:17Z2020-12-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1211porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTMinstname:Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)instacron:UFTM2022-06-10T02:02:38Zoai:bdtd.uftm.edu.br:123456789/1211Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.uftm.edu.br/PUBhttp://bdtd.uftm.edu.br/oai/requestbdtd@uftm.edu.br||bdtd@uftm.edu.bropendoar:2022-06-10T02:02:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFTM - Universidade Federal do Triangulo Mineiro (UFTM)false |
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