Neste laboratório são desenvolvidos estudos relativos à desidratação de resíduos agroindustriais e sementes (soja) em camada delgada e espessa. Os resíduos são provenientes da produção de polpas e sucos e são desidratados a fim de serem utilizados como suplementos alimentares ricos em fibras e compostos bioativos. As sementes são desidratadas com a finalidade de se conhecer o processo e sua influência na qualidade final. Também são realizados estudos de carbonização hidrotérmica de resíduos agroindustriais (biomassa lignocelulósica) e microalgas para utilização como combustíveis renováveis sólidos, líquidos e/ou gasosos. O laboratório é composto por uma unidade de Leito Fixo, a qual pode ser convertida em camada delgada ou espessa (Figura 1); unidade de Carbonização Hidrotérmica (Figura 2); capela de exaustão de gases e balança de precisão (Figura 3); banho ultrassônico (Figura 4) para realização das pesquisas.
Figura 1 - Unidada experimental de leito fixo
Figura 2 - Unidade de carbonização hidrotérmica (sem e com controlador de temperatura)
Figura 3 - Capela de exaustão e balança de precisão
No Laboratório de Leito de Jorro são realizadas pesquisas relacionadas a secagem e o comportamento de uma mistura de areia e biomassa em regime de jorro com ensaios fluidodinâmicos; extração mecânica; pirólise rápida; e secagem em micro-ondas. A Figura 1 e o Video 1 apresentam uma descrição do aparato experimental utilizado nos estudos de secagem de misturas de areia (material inerte utilizado com a finalidade de garantir homogeneidade da mistura e elevar o coeficiente de transferência de calor) e biomassa de resíduos agroindustriais, em conjunto com estudo da fluidodinâmica do processo. Nesta mesma unidade também são realizados estudos de extração mecânica de compostos, que podem ser utilizados como corantes pela industria de alimentos. Um o complemento (Figura 2) e acoplado ao aparto experimental da Figura 1 para estas pesquisas. A unidade apresentada na Figura 3 com um reator de leito de jorro, é utilizada para estudo de pirólise rápida de biomassa (com areia como inerte), como casca de coco e bagaço de malte, com a finalidade de se produzir biocombustíveis. A unidade de secagem em micro-ondas (Figura 4) é utilizada também para estudos de desidratação de resíduos agroindustriais do processamento de frutas.
Figura 1 - Unidade Experimental Leito de Jorro
Figura 2 - Detalhe do ciclone utilizado para recuperação na extração mecânica
Figura 3 - Unidade Experimental com reator Leito de Jorro para Pirólise Rápida
No Laboratório Fluidodinâmica Computacional são desenvolvidos projetos em parceria com a área Processos de Separação. As pesquisas enfocam no estudo da dinâmica de materiais, em conjunto com os resultados experimentais, utilizando técnicas de Fluidodinâmica Computacional e Método dos Elementos Discretos (DEM). Atualmente, o grupo têm se dedicado ao estudo da fluidodinâmica de tambores rotatórios, com ênfase em moagem, secagem e granulação. O Video 1 apresenta um resultado simulado de Fluidodinâmica e a Figura 1 mostra a estrutura computacional utilizada para o desenvolvimento das pesquisas. A Figura 2 mostra a unidade experimental de Tambor Rotatório usada para obtenção dos resultados experimentais.
Localização: Sala 101, Bloco 1Z-B, Campus Santa Mônica.
Figura 1 - Estrutura computacional do Laboratório Fluidodinâmica Computacional
Figura 2 - Unidade experimental de tambor rotatório
O Laboratório de Flotação por Ar Dissolvido está voltado para o estudo da influência do tamanho de bolha na flotação mineral de finos de apatita. Assim, para o desenvolvimento das pesquisas o laboratório é dotado de uma coluna de flotação de acrílico que possui partes móveis o que possibilita a variação da altura da mesma. Três sistemas de geração de bolhas nessa coluna podem ser utilizados, a partir de: dois saturadores que possibilitam a operação da coluna com ar dissolvido; um tubo Venturi que é acoplado externamente à coluna, aeração com reciclo de polpa e; um cone poroso sinterizado que é acoplado internamente a coluna, flotação por ar disperso. Para a medida do tamanho das bolhas, uma câmera de alta velocidade é utilizada. Os demais equipamentos necessários para o condicionamento do minério e testes de flotação na coluna encontram-se disponíveis no laboratório (bombas, agitadores, pHmetros, rotâmetros, vidraria, dentre outros). Atualmente, um trabalho de doutorado está sendo realizado com a coluna operando com o aerador interno e o tubo Venturi, e com a adição de agente tensoativo para possibilitar a variação do tamanho de bolhas gerado e comparar com o desempenho da flotação de apatita. A pesquisa é desenvolvida em parceria com a Vale Fertilizantes que forneceu a rocha fosfática bem como os reagentes para o condicionamento do minério. A Figura 1 mostra a unidade experimental composta pela coluna citada e aparato de instrumentação necessário.
Figura 1 - Unidade experimental de flotação por ar dissolvido
O Laboratório de Flotação realiza pesquisas voltadas para o estudo de melhorias nas condições operacionais do processo de beneficiamento da rocha fosfática para a produção de fertilizantes, a partir de uma coluna de flotação. Dessa forma, no laboratório encontra-se uma coluna de flotação feita em acrílico que pode ser operada com até dois metros de altura. O sistema de aeração utilizado é interno (cone poroso sinterizado), e toda a instrumentação necessária para realização dos testes (bombas peristálticas, agitadores, rotâmetros, vidraria) encontram-se disponíveis no laboratório. Trabalhos com o objetivo de avaliar a influência do tamanho de partícula, da altura da coluna de flotação e da dosagem dos reagentes, dentre outras variáveis, tem sido realizado nesse laboratório. Esses trabalhos contam com a parceria com a Vale Fertilizantes que fornece o material, tanto a rocha fosfática quanto matéria prima, necessário para produção dos reagentes utilizados na etapa do condicionamento do minério. A Figura 1 mostra a unidade experimental composta pela coluna citada e aparato de instrumentação necessário.
Figura 1 - Unidade experimental de flotação e instrumentação
O Laboratório de Escoamento Sólido-Fluido contempla atividades correlatas às Operações Unitárias e Fluidodinâmica Computacional referentes à tecnologia de separação mineral. Abriga trabalhos de pós-graduação relacionados à separação sólido-líquido em hidrociclones convencionais e não convencionais, tais como os hidrociclones do tipo HCIF, HCOF e HCICOF.
Localização: Sala 106, Bloco 1Z-B, Campus Santa Mônica.
O Laboratório de Cristalização da Faculdade de Engenharia Química desenvolve pesquisas nas áreas de solubilidade, cristalização e sistemas de limpeza CIP (Clean-In-Place). Os projetos de Iniciação Científica, Inovação Tecnológica e de Pós-graduação são numérico-experimentais e envolvem a determinação da solubilidade de compostos orgânicos em misturas de solventes; a cristalização de substâncias orgânicas em leito vibrado ou em sistema com agitação por paleta rotativa; a determinação da entalpia de vaporização de substâncias puras; o estudo de técnicas de extração, purificação e a otimização do consumo de água e de produtos químicos em sistemas de limpeza química CIP. Os projetos envolvem o estudo das características da limpeza CIP convencional e de estratégias alternativas de sanitização utilizando vazão pulsada para minimização da microbiota remanescente após processo CIP, redução do tempo operacional e diminuição no consumo de energia. Atualmente, a equipe de trabalho deste laboratório é constituída pelos professores Ricardo Amâncio Malagoni (Coordenador do Laboratório), Luiz Gustavo Martins Vieira e Rubens Gedraite.
O laboratório com 3 unidades de teste catalítico multipropósito com cromatógrafosin-line, 2 unidades de caracterização de catalisadores por adsorção de gases (área BET e quimissorção), e técnicas de caracterização à temperatura programada (TPR, TPD e TPO) e calorimetria. Além disso, conta-se com uma estrutura para preparação de catalisadores como banhos termostatizados, estufa, rota-evaporador, bombas dosadoras, balanças analíticas e mufla.
