Estudos de estratégias de identificação paramétrica para detecção e diagnóstico de faltas em um processo industrial do tipo tanques comunicantes

Esta dissertação apresenta uma técnica para detecção e diagnósticos de faltas incipientes. Tais faltas provocam mudanças no comportamento do sistema sob investigação, o que se reflete em alterações nos valores dos parâmetros do seu modelo matemático representativo. Como plataforma de testes, foi elaborado um modelo de um sistema industrial em ambiente computacional Matlab/Simulink, o qual consiste em uma planta dinâmica composta de dois tanques comunicantes entre si. A modelagem dessa planta foi realizada através das equações físicas que descrevem a dinâmica do sistema. A falta, a que o sistema foi submetido, representa um estrangulamento gradual na tubulação de saída de um dos tanques. Esse estrangulamento provoca uma redução lenta, de até 20 %, na seção desse tubo. A técnica de detecção de falta foi realizada através da estimação em tempo real dos parâmetros de modelos Auto-regressivos com Entradas Exógenas (ARX) com estimadores Fuzzy e de Mínimos Quadrados Recursivos. Já, o diagnóstico do percentual de entupimento da tubulação foi obtido por um sistema fuzzy de rastreamento de parâmetro, realimentado pela integral do resíduo de detecção. Ao utilizar essa metodologia, foi possível detectar e diagnosticar a falta simulada em três pontos de operação diferentes do sistema. Em ambas as técnicas testadas, o método de MQR teve um bom desempenho, apenas para detectar a falta. Já, o método que utilizou estimação com supervisão fuzzy obteve melhor desempenho, em detectar e diagnosticar as faltas aplicadas ao sistema, constatando a proposta do trabalho.

Aproveitamento dos resíduos gerados pelo processamento industrial/artesanal de pedra-sabão da região de Ouro Preto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodologia para análise exergética-econômica de plantas a vapor para geração de eletricidade consumido resíduo de biomassa amazônica

A disponibilidade de recursos energéticos em um país impacta diretamente no seu desenvolvimento sócio-econômico. Com a elevação dos preços dos energéticos no Brasil, a eficientização do uso de energia tornar-se uma atividade estratégica para o setor industrial. Com esse intuito as avaliações energéticas empregadas nesse setor objetivam otimizar a eficiência dos seus sistemas térmicos. Essas avaliações de desempenho energético são baseadas na Primeira Lei da Termodinâmica e são capazes de identificar apenas as perdas de energia, diferente da avaliação exergética que permite qualificar essa energia perdida. Devido a essa análise de qualificação da energia ser sofisticada e demorada, tornar-se necessário desenvolver um protocolo que seja executado de forma rápida e que contemple as particularidades da Amazônia, tanto o clima quanto a sua biomassa. Para isto, este trabalho propõe e aplica uma metodologia através do emprego de análises energéticas, exergética e exergo-econômica em uma planta de potência a vapor instalada no Estado Pará e operando com ciclo Rankine. Com aplicação dessas avaliações obtêm-se as taxas de energia e de perdas de energia, as taxas de exergia, as taxas de destruição de exergia, as taxas de custo de cada produto e o custo monetário da capacidade energética produzida pela planta em R$/kWh. Com esses resultados foi possível identificar as maiores perdas energéticas da planta, quantificar o custo da destruição de exergia nos principais equipamentos e a taxa de custo dos produtos principais da planta que são energia térmica e energia elétrica. Isto permite visualizar o desempenho energético, exergético e econômico em cada equipamento da planta e indicar os processos que merecem um trabalho de desenvolvimento para melhorar a sua eficiência econômica. Além disso, o custo da capacidade energética em R$/kWh produzida pela planta a vapor foi comparado com o valor cobrado pela concessionária de energia local. Essa comparação mostrou que central geradora de energia tem um custo de energia menor do que o valor confrontado.

Resíduo sólido orgânico urbano e níveis de irrigação no cultivo de crambe

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Processamento de farinha de resíduo de polpa de amora-preta (Rubus sp.) e avaliação de biocompostos

Pós-graduação em Biociências - FCLAS

Modelagem matemática do processo industrial de coqueamento retardado.

A unidade de coqueamento retardado é um processo térmico de conversão, utilizado pelas refinarias, para converter cargas residuais em produtos de baixo peso molecular e com alto valor agregado (gases, nafta e gasóleo) e coque verde de petróleo. Um pequeno aumento no rendimento líquido da unidade de coqueamento retardado proporciona benefícios económicos consideráveis, especialmente no destilado líquido. A concorrência no mercado, as restrições sobre as especificações do produto e gargalos operacionais exigem um melhor planejamento da produção. Portanto, o desenvolvimento de novas estratégias e modelos matemáticos, focados em melhores condições de operação do processo industrial e formulações de produtos, é essencial para alcançar melhores rendimentos e um acompanhamento mais preciso da qualidade do produto. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de modelo matemático do conjunto forno-reator do processo de coqueamento, a partir de informações obtidas em uma planta industrial. O modelo proposto é baseado na caracterização da carga e dos produtos em pseudocomponentes, modelos cinéticos de grupos e condições de equilíbrio liquido-vapor. Além disso, são discutidos os principais desafios para o desenvolver o modelo matemático do forno e do reator, bem como a caracterização rigorosa do resíduo de vácuo e dos produtos para determinar os parâmetros que afetam a morfologia do coque e a zona de reação no interior do reator de coque.

Estudo da substituição da fluorita por alumina ou sodalita e de cal por resíduo de mármore em escórias sintéticas dessulfurantes.

A siderurgia vem sofrendo transformações que buscam inovação e matérias-primas alternativas. Dentro deste contexto, o uso de resíduos industriais para a formação de escórias sintéticas é tido como alternativa na busca de novos materiais e rotas de reaproveitamento de resíduos. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar o uso de escórias sintéticas na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, aço e ferro fundido. Assim como, propor a utilização da sodalita e da alumina em substituição à fluorita e o resíduo de mármore em substituição à cal convencional. Inicialmente, o resíduo foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados da caracterização mostraram que aproximadamente 90% das partículas do resíduo de mármore estão abaixo de 100m e sua área superficial foi de 0,24m²/g. Através da difração de raios-X foi observado que o resíduo é composto por CaCO3, MgCO3 e SiO2. Na sequência, foram feitas simulações com o software Thermo-Calc para obter dados termodinâmicos das fases presentes nas misturas e compará-los com os resultados experimentais. Além disso, também foram calculados dados de capacidade de sulfeto (Cs), partição de enxofre (Ls) e basicidade ótica () das misturas iniciais. Posteriormente, foram realizados os ensaios experimentais em escala laboratorial para ferro-gusa, ferro fundido e aço, respectivamente nas temperaturas de 1400°C, 1550°C e 1600°C. Nos ensaios de dessulfuração do aço e do ferro-gusa, utilizou-se um rotor de alumina com o objetivo de favorecer a agitação no metal e aumentar a remoção de enxofre. Na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, constatou-se que a fase sólida de CaO é a responsável pela remoção de enxofre e que a presença das fases silicato tricálcio e aluminato tricálcio (3CaO.SiO2 e 3CaO.Al2O3) limitam a reação, sendo maiores suas concentrações nas escórias que utilizaram o resíduo de mármore e sodalita, devido a presença de SiO2 e Al2O3 nestas matérias-primas. Já para o aço e o ferro fundido, que foram estudados com escórias à base de CaO e Al2O3, observou-se que o aumento da fase líquida favoreceu a dessulfuração. Verificou-se que a dessulfuração no ferro fundido foi por escória de topo e no aço por um processo misto, onde a fase líquida e fase sólida participaram da dessulfuração.

Estudo da incorporação de cinza e chamote gerado pela cerâmica vermelha ao próprio processo industrial

The ceramics industry generates waste at various stages of that process, defective products, waste from burning solid fuels, among others. This waste is dumped in landfills, garbage dumps or directly on roads, which has a negative environmental impact. This paper presents a study to incorporate the waste of algaroba wood and chamote (scrap pieces of ceramic already sintered), in to the ceramic material for making sealing blocks. The methodological procedures consist in the characterization of chemical and mineralogical residues, raw materials, and physical-mechanical of the formulations of mixes with clay, silt and waste. By pressing test pieces were produced using a pressure of 200 kgf/cm², varying compositions in the range of 0%, 5%, 10% and 15% by weight of residue. The sintering was performed in a muffle furnace, with the temperature levels of 850 ° C, 900 ° C, 950 ° C, 1000 ° C and 1050 ° C. The evaluated physical and mechanical properties were: Water Absorption, Linear Shrinkage Burning, Apparent Porosity, Apparent Density and Mechanical Resistance to Flexion. Analysis was carried out by Scanning Electron Microscopy on fracture surfaces of the specimens. Evaluation of linear shrinkage property drying and firing , water absorption and mechanical resistance to compression of the sealing blocks 5% wood ash residue, sintered at 900 °C hold temperature in the laboratory the products manufactured on an industrial scale. The main results, it was found on the viability of using the residues of algaroba wood and to confer refractory properties of the ceramic product. The main results, it was concluded feasibility of using the ash residues algaroba wood to impart refractory properties to the ceramic product and the residue of chamote, being derived from the own ceramic product not interfere with the properties, when used in a percentage of up to 5%.Since the residue of chamote being derived from the ceramic product itself had no effect on the properties. Studies in the laboratory have shown that the incorporation of up to 5% of these residues may be adopted as an alternative technology to reduce the environmental impact caused by the industrial sector, without compromising the final properties of the material, since the results on an industrial scale showed absorption values 11.66 and 11.74 of water and waste products respectively, within the parameters of NBR - 15,270, since the mechanical strength was 1.25 MPa and 0.94 MPa respectively for products with and without residue, lower than the minimum required by the technical standard that is 1.5 MPa.

Estudo da incorporação de cinza e chamote gerado pela cerâmica vermelha ao próprio processo industrial

The ceramics industry generates waste at various stages of that process, defective products, waste from burning solid fuels, among others. This waste is dumped in landfills, garbage dumps or directly on roads, which has a negative environmental impact. This paper presents a study to incorporate the waste of algaroba wood and chamote (scrap pieces of ceramic already sintered), in to the ceramic material for making sealing blocks. The methodological procedures consist in the characterization of chemical and mineralogical residues, raw materials, and physical-mechanical of the formulations of mixes with clay, silt and waste. By pressing test pieces were produced using a pressure of 200 kgf/cm², varying compositions in the range of 0%, 5%, 10% and 15% by weight of residue. The sintering was performed in a muffle furnace, with the temperature levels of 850 ° C, 900 ° C, 950 ° C, 1000 ° C and 1050 ° C. The evaluated physical and mechanical properties were: Water Absorption, Linear Shrinkage Burning, Apparent Porosity, Apparent Density and Mechanical Resistance to Flexion. Analysis was carried out by Scanning Electron Microscopy on fracture surfaces of the specimens. Evaluation of linear shrinkage property drying and firing , water absorption and mechanical resistance to compression of the sealing blocks 5% wood ash residue, sintered at 900 °C hold temperature in the laboratory the products manufactured on an industrial scale. The main results, it was found on the viability of using the residues of algaroba wood and to confer refractory properties of the ceramic product. The main results, it was concluded feasibility of using the ash residues algaroba wood to impart refractory properties to the ceramic product and the residue of chamote, being derived from the own ceramic product not interfere with the properties, when used in a percentage of up to 5%.Since the residue of chamote being derived from the ceramic product itself had no effect on the properties. Studies in the laboratory have shown that the incorporation of up to 5% of these residues may be adopted as an alternative technology to reduce the environmental impact caused by the industrial sector, without compromising the final properties of the material, since the results on an industrial scale showed absorption values 11.66 and 11.74 of water and waste products respectively, within the parameters of NBR - 15,270, since the mechanical strength was 1.25 MPa and 0.94 MPa respectively for products with and without residue, lower than the minimum required by the technical standard that is 1.5 MPa.

Estudo da obtenção de cerâmica composta de alumina e beta alumina sódica utilizando-se resíduo cerâmico de velas de ignição e pó químico de extintores de incêndio

Ceramic materials the alumina base are large industrial applications. They are required for these products, specific characteristics obtained by following strict criteria during the manufacturing process. However, after life, not always these products are reused by a suitable waste management process. In ceramist context, advance research aimed at the reuse of waste aimed at obtaining ceramics and composite materials, with marked reduction of conventional raw materials. Aiming to generate scientific, technological and environmental contribution, this work studied to obtain a composite of alumina ceramic (Al2O3) and sodium beta alumina (NaAl11O17 ), and as starting materials the residue of the ceramic insulator of spark plugs, as a source alumina (Al2O3) powder and unusable sodium bicarbonate (NaHCO3) of fire extinguishers, as a source of sodium oxide (Na2O). The final ceramic product was obtained from a conventional mixture of sodium aluminum oxide in appropriate molar proportions. Sample spark plugs were obtained, discarded by lifetime, specific to a manufacturer, which, after passing through mechanical stress (grinding, magnetic purification, washing, drying and grinding the high energy), which resulted in residue powder with ceramic content of 84.34 % alumina (Al2O3), found by FRX chemical analysis, the phases present and identified by DRX. The dry chemical fire extinguisher, baking soda-based (NaHCO3) with expired, was obtained through direct collection of the waste generated during maintenance. Subjected to heat treatment at 120 °C , the NaHCO3 powder was decomposed in sodium oxide ( Na2O), which, subjected to chemical analysis (FRX) and mineralogical (DRX) revealed a content of 86.62 % sodium oxide (Na2O) . In the following steps the experimental procedure, chemical formulations were made on a molar basis of the starting material (1:9, 1:10 and 1:11 de Na2O/ Al2O3) inclusion of additives, milling parameters, sieve analysis, dilatometry, conformation of specimens, sintering in firing steps at 800 °C , 1000 °C and 1.200 °C with varying stays 30 , 60 and 120 minutes in each of the levels. The characterization of the final product was made by the following physical tests: water absorption, porosity, linear shrinkage, mineralogical analysis by DRX and microstructural analysis by MEV. A higher formation of sodium beta alumina (NaAl11O17), in sintered specimens in levels of 1.200 °C and 120 minutes, despite the prevailing coexistence of alpha phase alumina (Al2O3). From the results obtained opens up prospects for the reuse of waste studied in this work, the potter context and in other technological areas.

Estudo da obtenção de cerâmica composta de alumina e beta alumina sódica utilizando-se resíduo cerâmico de velas de ignição e pó químico de extintores de incêndio

Ceramic materials the alumina base are large industrial applications. They are required for these products, specific characteristics obtained by following strict criteria during the manufacturing process. However, after life, not always these products are reused by a suitable waste management process. In ceramist context, advance research aimed at the reuse of waste aimed at obtaining ceramics and composite materials, with marked reduction of conventional raw materials. Aiming to generate scientific, technological and environmental contribution, this work studied to obtain a composite of alumina ceramic (Al2O3) and sodium beta alumina (NaAl11O17 ), and as starting materials the residue of the ceramic insulator of spark plugs, as a source alumina (Al2O3) powder and unusable sodium bicarbonate (NaHCO3) of fire extinguishers, as a source of sodium oxide (Na2O). The final ceramic product was obtained from a conventional mixture of sodium aluminum oxide in appropriate molar proportions. Sample spark plugs were obtained, discarded by lifetime, specific to a manufacturer, which, after passing through mechanical stress (grinding, magnetic purification, washing, drying and grinding the high energy), which resulted in residue powder with ceramic content of 84.34 % alumina (Al2O3), found by FRX chemical analysis, the phases present and identified by DRX. The dry chemical fire extinguisher, baking soda-based (NaHCO3) with expired, was obtained through direct collection of the waste generated during maintenance. Subjected to heat treatment at 120 °C , the NaHCO3 powder was decomposed in sodium oxide ( Na2O), which, subjected to chemical analysis (FRX) and mineralogical (DRX) revealed a content of 86.62 % sodium oxide (Na2O) . In the following steps the experimental procedure, chemical formulations were made on a molar basis of the starting material (1:9, 1:10 and 1:11 de Na2O/ Al2O3) inclusion of additives, milling parameters, sieve analysis, dilatometry, conformation of specimens, sintering in firing steps at 800 °C , 1000 °C and 1.200 °C with varying stays 30 , 60 and 120 minutes in each of the levels. The characterization of the final product was made by the following physical tests: water absorption, porosity, linear shrinkage, mineralogical analysis by DRX and microstructural analysis by MEV. A higher formation of sodium beta alumina (NaAl11O17), in sintered specimens in levels of 1.200 °C and 120 minutes, despite the prevailing coexistence of alpha phase alumina (Al2O3). From the results obtained opens up prospects for the reuse of waste studied in this work, the potter context and in other technological areas.

Caracterização de um compósito utilizando cimento com agregado de resíduo plástico e resíduo de gesso

The demand for environmental comfort in construction systems within the insulation and thermal comfort, plus the advent of new laws regulating the minimum requirements of comfort, disposal of solid industrial waste, construction waste, the requirements of consumers by adopting construction methods "cleaner", encouraged the development of this work. Aims technologically characterize the composite proposed in three types of samples (10%, 30% and 50% of thermoset plastic industrial waste) and raw materials: gypsum waste, cement and plastic thermosetting industrial waste in order to produce the composite with properties of thermal insulation: conductivity, thermal diffusivity, specific heat and resistivity. The physical, structural and morphological properties of the raw materials were investigated by thermogravimetry analysis (TG / DSC), X-ray diffraction (DRX), X-ray fluorescence (FXR) and scanning electron microscopy (MEV). Obtaining mechanical properties through the compression strength test. The analysis results indicate characteristics suitable for cement matrix composite production with the addition of thermosetting plastic industrial waste and gypsum waste, with potential application of these materials in composites with properties of thermal insulation. Finally, assessing what proportion showed up with better performance. Considering the analysis and testing carried out.

Caracterização de um compósito utilizando cimento com agregado de resíduo plástico e resíduo de gesso

The demand for environmental comfort in construction systems within the insulation and thermal comfort, plus the advent of new laws regulating the minimum requirements of comfort, disposal of solid industrial waste, construction waste, the requirements of consumers by adopting construction methods "cleaner", encouraged the development of this work. Aims technologically characterize the composite proposed in three types of samples (10%, 30% and 50% of thermoset plastic industrial waste) and raw materials: gypsum waste, cement and plastic thermosetting industrial waste in order to produce the composite with properties of thermal insulation: conductivity, thermal diffusivity, specific heat and resistivity. The physical, structural and morphological properties of the raw materials were investigated by thermogravimetry analysis (TG / DSC), X-ray diffraction (DRX), X-ray fluorescence (FXR) and scanning electron microscopy (MEV). Obtaining mechanical properties through the compression strength test. The analysis results indicate characteristics suitable for cement matrix composite production with the addition of thermosetting plastic industrial waste and gypsum waste, with potential application of these materials in composites with properties of thermal insulation. Finally, assessing what proportion showed up with better performance. Considering the analysis and testing carried out.

Avaliação da potencialidade de uso do resíduo proveniente da indústria de beneficiamento do caulim na produção de piso cerâmico

FORMIGA, Felipe Lira et al. Avaliação da Potencialidade de Uso do Resíduo Proveniente da Indústria de Beneficiamento do Caulim na Produção de Piso Cerâmico. Cerâmica Industrial, v. 14, p. 41-45, 2009.

Avaliação da potencialidade de uso do resíduo proveniente da indústria de beneficiamento do caulim na produção de piso cerâmico

FORMIGA, Felipe Lira et al. Avaliação da Potencialidade de Uso do Resíduo Proveniente da Indústria de Beneficiamento do Caulim na Produção de Piso Cerâmico. Cerâmica Industrial, v. 14, p. 41-45, 2009.