Estudo de sistemas microemulsionados para evitar sais de cálcio em incrustações industriais /
Resumo: O aparecimento de incrustações em equipamento industrial provoca grandes inconvenientes nas industrias, pois sua aderência nas superfícies de troca térmica, rigidez e alto poder isolante elevam o consumo de energia e os custos operacionais reduzindo significativamente a capacidade produtiva....
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Tensoativos. Cálcio - Extração. Incrustrações industriais. Caldo de cana. |
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Tensoativos. Cálcio - Extração. Incrustrações industriais. Caldo de cana. Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira. Barros Neto, Eduardo Lins de. Dantas Neto, Afonso Avelino. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Estudo de sistemas microemulsionados para evitar sais de cálcio em incrustações industriais / |
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Resumo: O aparecimento de incrustações em equipamento industrial provoca grandes inconvenientes nas industrias, pois sua aderência nas superfícies de troca térmica, rigidez e alto poder isolante elevam o consumo de energia e os custos operacionais reduzindo significativamente a capacidade produtiva. Estes fatores impulsionam a busca constante de novos métodos que possam evitar a formação dos depósitos incrustantes. A utilização de sistemas microemulsionados surge como uma excelente alternativa para evitar a formação de incrustações de sais de cálcio. Desta forma, este trabalho realizou a caracterização do caldo de cana decantado e das incrustações depositadas nas superfícies de aquecimento dos evaporadores de múltiplo – efeito de Usina Estives S.A, com o objetivo de determinar e quantificar os metais que tem maior influencia na ocorrência destes depósitos. As analises utilizadas para a realização deste estudo foram: espectroscopia de absorção atômica, fluorescência de raios – x, perda por calcinação e infravermelho as quais confirmaram a predominância de cálcio presente no caldo decantado e nas incrustações. Após esta etapa desenvolveu-se um estudo detalhado de vários sistemas microemulsionados, visando verificar o comportamento das regiões de Winsor frente à utilização dos tensoativos: OCS , SDS, Tween 20 e Tween 80 e em seguida verificou-se a influencia de diversos aditivos químicos existente no caldo decantado e nas águas utilizadas em cadeiras. Os principais aditivos estudados foram: sacarose, EDTA, NaCl e sulfato de cálcio. A partir destes resultados foram escolhidos dois sistemas de extração de cálcio, sendo eles: Sistemas I – Tween 80, álcool isoamilico, óleo de coco e solução de sulfato de cálcio (348 ppm de cálcio) e o Sistema VI – OCS, álcool isoamilico, querosene e solução de NaCl 2,5% com sulfato de cálcio (352 ppm de cálcio).#$&Os ensaios de extração obedeceram a uma metodologia de planejamento experimental baseado na Rede de Scheffe, através da qual foram selecionados pontos favoráveis à extração de cálcio avaliando os percentuais de extração e o volume relativo (Vr) das fases. Os melhores resultados obtidos foram o sistema I 83,14% de eficiência e Vr de 1,66; O sistema VI atingiu uma eficiência de 100% com um Vr de 1,10. Na etapa de reextração utilizou-se uma solução de HCl 5M para concentrar o cálcio numa fase aquosa, a eficiência desta etapa foi superior a 97%. Este trabalho apresenta resultados pioneiros e bastante animadores em relação ao novo processo de extração de cálcio utilizando microemulsões visando diminuir ou eliminar a presença de saia de cálcio presentes nas incrustações industriais.#$&Abstract: The ppearence of incrustations in industry equipments causes serious shortcomigs for the companies their bonding to the thermal exchanging surface, stiffness and high isoaltion power increaser the energy consunption and the operational costs and decrease significantly the productive capacity. These factors enhance the continuous search for new methods which can check the formation of incrustating deposits. The use of microemulsified systems arise as an excellent alternative to avoid the formation of calcium salt incrustations. Therefore, this work conducted the characterization of decanted sugar cane juice and of the incrustations deposited on the heating surfaces of the multi – effect evaporators at Usina Estivas S.A., with the objective to determine and quantify which metals have a higher proness to the ovvurrence of these collections. The analyses used for this study were the following: atomic absorption spectroscopy, x- ray fluorescence, calcination nad infrared, which validated the predominance of calcium present in the decanted sugar cane juice and in the incrustations. After this place, there was a detailed study of several microemulsified systems in order to evaluate the behavior of Winsor regions with the use of the following surfactants: OCS, SDS, Tween 20 and Tween 80. Next, there was the observations of the influence of a number of chemical additives present in the decanted sugar cane juice and in the waters of the boilers. The main studied additives were: sucrose, EDTA, NaCl and calcium sulphate. From these results, two ststems were chosen for calcium extraction: System I – Tween 80, isoamylic alchol, coconut oil and calcium sulphate solution (348 ppm of calcium) and System VI – OCS, isoamylic alcohol, kerosene and NaCl solution 2,5% with calcium sulphate (352 ppm of calcium).#$&The extraction trials followed a methodology of experimental planning based on Scheffe Network, through which were selected favorable sites for the calcium extraction by evaluating the percentages of extractios and the relative volume of the phases (Vr). The best results obtained for ststem I were 83,14% of effectiveness and Vr of 1,66; systems VI reached an effectiveness of 100% with a Vr of 1,10. During the reextraction phase we made use of an HCl solution 5M to concetrate the calcium in a new water phase. The effectiveness of this phase was higher than 97%. This work shows firs – hand results which are very promissing concerning the new process for the calcium extraction by use of microemulsion aiming at decreasing or eliminating the collection of calcium salts present in industry incrustations. |
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Desta forma, este trabalho realizou a caracterização do caldo de cana decantado e das incrustações depositadas nas superfícies de aquecimento dos evaporadores de múltiplo – efeito de Usina Estives S.A, com o objetivo de determinar e quantificar os metais que tem maior influencia na ocorrência destes depósitos. As analises utilizadas para a realização deste estudo foram: espectroscopia de absorção atômica, fluorescência de raios – x, perda por calcinação e infravermelho as quais confirmaram a predominância de cálcio presente no caldo decantado e nas incrustações. Após esta etapa desenvolveu-se um estudo detalhado de vários sistemas microemulsionados, visando verificar o comportamento das regiões de Winsor frente à utilização dos tensoativos: OCS , SDS, Tween 20 e Tween 80 e em seguida verificou-se a influencia de diversos aditivos químicos existente no caldo decantado e nas águas utilizadas em cadeiras. Os principais aditivos estudados foram: sacarose, EDTA, NaCl e sulfato de cálcio. A partir destes resultados foram escolhidos dois sistemas de extração de cálcio, sendo eles: Sistemas I – Tween 80, álcool isoamilico, óleo de coco e solução de sulfato de cálcio (348 ppm de cálcio) e o Sistema VI – OCS, álcool isoamilico, querosene e solução de NaCl 2,5% com sulfato de cálcio (352 ppm de cálcio).#$&Os ensaios de extração obedeceram a uma metodologia de planejamento experimental baseado na Rede de Scheffe, através da qual foram selecionados pontos favoráveis à extração de cálcio avaliando os percentuais de extração e o volume relativo (Vr) das fases. Os melhores resultados obtidos foram o sistema I 83,14% de eficiência e Vr de 1,66; O sistema VI atingiu uma eficiência de 100% com um Vr de 1,10. Na etapa de reextração utilizou-se uma solução de HCl 5M para concentrar o cálcio numa fase aquosa, a eficiência desta etapa foi superior a 97%. Este trabalho apresenta resultados pioneiros e bastante animadores em relação ao novo processo de extração de cálcio utilizando microemulsões visando diminuir ou eliminar a presença de saia de cálcio presentes nas incrustações industriais.#$&Abstract: The ppearence of incrustations in industry equipments causes serious shortcomigs for the companies their bonding to the thermal exchanging surface, stiffness and high isoaltion power increaser the energy consunption and the operational costs and decrease significantly the productive capacity. These factors enhance the continuous search for new methods which can check the formation of incrustating deposits. The use of microemulsified systems arise as an excellent alternative to avoid the formation of calcium salt incrustations. Therefore, this work conducted the characterization of decanted sugar cane juice and of the incrustations deposited on the heating surfaces of the multi – effect evaporators at Usina Estivas S.A., with the objective to determine and quantify which metals have a higher proness to the ovvurrence of these collections. The analyses used for this study were the following: atomic absorption spectroscopy, x- ray fluorescence, calcination nad infrared, which validated the predominance of calcium present in the decanted sugar cane juice and in the incrustations. After this place, there was a detailed study of several microemulsified systems in order to evaluate the behavior of Winsor regions with the use of the following surfactants: OCS, SDS, Tween 20 and Tween 80. Next, there was the observations of the influence of a number of chemical additives present in the decanted sugar cane juice and in the waters of the boilers. The main studied additives were: sucrose, EDTA, NaCl and calcium sulphate. From these results, two ststems were chosen for calcium extraction: System I – Tween 80, isoamylic alchol, coconut oil and calcium sulphate solution (348 ppm of calcium) and System VI – OCS, isoamylic alcohol, kerosene and NaCl solution 2,5% with calcium sulphate (352 ppm of calcium).#$&The extraction trials followed a methodology of experimental planning based on Scheffe Network, through which were selected favorable sites for the calcium extraction by evaluating the percentages of extractios and the relative volume of the phases (Vr). The best results obtained for ststem I were 83,14% of effectiveness and Vr of 1,66; systems VI reached an effectiveness of 100% with a Vr of 1,10. During the reextraction phase we made use of an HCl solution 5M to concetrate the calcium in a new water phase. The effectiveness of this phase was higher than 97%. This work shows firs – hand results which are very promissing concerning the new process for the calcium extraction by use of microemulsion aiming at decreasing or eliminating the collection of calcium salts present in industry incrustations. 2 2022-10-05T10:29:04Z 2022-10-05T10:29:04Z 2001. Dissertação 661.18 D812e DISSERT 37596 https://app.bczm.ufrn.br/home/#/item/37596 https://app.bczm.ufrn.br/home/#/item/37596 |