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Desenvolvimento de modelo matemático para estudo de micromistura em microreatores

Processo: 08/00153-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2009
Vigência (Término): 30 de junho de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Adriana Munhoes Viadana
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Processos químicos   Transferência de calor   Polímeros (química orgânica)   Biodiesel

Resumo

Neste projeto propõe-se o estudo e desenvolvimento do processo de produção de biodiesel a partir do óleo de mamona e etanol em um microreator. Para tanto serão obtidos dados experimentais e desenvolvido um modelo matemático para a simulação dos mecanismos de transferência de calor e massa presentes no sistema. Através de dados experimentais e do modelo matemático será realizada a otimização dos parâmetros operacionais e reacionais do processo. Resultados desta mesma reação obtidos em trabalhos anteriores (Lima e Silva, 2006), em reatores do tipo tanque agitado mostraram que o processo pode ter seu desempenho aumentado se problemas relacionados com micro-mistura forem identificados e tratados adequadamente. Neste sentido a proposta de utilização de microreatores é uma proposta interessante de ser investigada. Ressalta-se ainda que o fenômeno de micromistura está presente em outros tipos de sistemas, como polimerização, de forma que os resultados deste estudo pode também contribuir com o desenvolvimento de outros processos. A miniaturização de componentes e sistemas incorporados para a engenharia de microprocessamento é uma estratégia essencial orientada a uma produção eficiente e sustentável nos mais diversos ramos da indústria química. Para obtenção bem sucedida de componentes microestruturados e de tecnologia de processo microquímico, os processos de microfabricação necessitam ter seus projetos avaliados quanto aos fenômenos de transporte que ocorrem durante a reação, assim como obtidos os dados cinéticos para que estes fenômenos possam ser descritos. A tecnologia microquímica é uma fronteira nova nascida no início dos anos de 1990. Esta tecnologia foca no estudo de processos de engenharia química e nos princípios dos microequipamentos e microsistemas cujas dimensões podem cobrir faixas de alguns micros até seus centésimos. Por causa da pequena dimensão dos microequipamentos, as áreas superficiais específicas aumentam, o efeito de superfície se intensifica e os fenômenos de transporte (vazão, transferência térmica e transferência de massa) conduzem a aumentos notáveis nas taxas de transferência, que excedem de 2 a 3 ordens de grandeza, àquelas dos equipamentos de tamanho convencional. Há duas décadas os microreatores vêm ganhando importância na realização de reações químicas em microcanais para fabricação de produtos químicos especializados, ou até mesmo como suporte para o desenvolvimento de novas energias, além da instrumentação e análise para diagnóstico molecular. A ênfase principal deste projeto é o estudo dos fenômenos de transporte térmico, de massa e espécies diferentes, da cinética da reação, controle e intensificação de processos, além do estudo de estratégias de operação para esses tipos de processos. (AU)