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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento e implementação de um roteiro experimental para determinação do kLa em reatores tipo STR e coluna de bolhas.
Autor(es): LAURA VITÓRIA CAIRAN WERNER
Primeiro orientador: JANAINA DOS SANTOS FERREIRA
Resumo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver e implementar um roteiro experimental para a determinação do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) em reatores do tipo Tanque Agitado (STR) e coluna de bolhas, visando sua aplicação no Laboratório de Fenômenos de Transporte. O estudo partiu da problemática da escassez de experimentos práticos na área de transferência de massa, utilizando equipamentos disponíveis no laboratório para otimizar recursos. A metodologia baseou-se no método dinâmico (Dynamic Gassing-out), que consiste na remoção do oxigênio dissolvido com nitrogênio seguida da reoxigenação com ar, monitorando a concentração de oxigênio ao longo do tempo. Foram testadas diferentes condições operacionais, como variações na rotação do agitador (500, 750 e 1000 rpm) e na vazão de ar (2,0 a 10 L/min). Os resultados demonstraram que o aumento da rotação e da vazão elevou significativamente o (kLa), com valores variando de 0,0063 a 0,368 s⁻¹ no STR e de 0,20 a 0,24 s⁻¹ na coluna de bolhas, evidenciando a maior eficiência do STR devido à agitação mecânica. Concluiu-se que o método dinâmico é eficaz para a determinação do kLa, e o roteiro desenvolvido pode ser aplicado como ferramenta didática e para otimização de processos industriais. O trabalho contribuiu para a diversificação das práticas laboratoriais e destacou a importância do controle de parâmetros operacionais na transferência de massa.
Abstract: This study aimed to develop and implement an experimental protocol for determining the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) in Stirred Tank Reactors (STR) and bubble column reactors, with a focus on its application in the Transport Phenomena Laboratory. The research stemmed from the issue of limited practical experiments in the area of mass transfer, utilizing equipment already available in the laboratory to optimize resources. The methodology was based on the Dynamic Gassing-out method, which involves the removal of dissolved oxygen using nitrogen, followed by reoxygenation with air while monitoring the oxygen concentration over time. Different operating conditions were tested, such as variations in agitator speed (500, 750, and 1000 rpm) and air flow rate (2.0 to 10 L/min). The results showed that increasing both agitation speed and airflow significantly raised the kLa values, ranging from 0.0063 to 0.368 s⁻¹ in the STR and from 0.20 to 0.24 s⁻¹ in the bubble column, highlighting the greater efficiency of the STR due to mechanical agitation. It was concluded that the dynamic method is effective for determining kLa, and the developed protocol can be applied as both a didactic tool and a means for optimizing industrial processes. The study contributed to diversifying laboratory practices and emphasized the importance of controlling operational parameters in mass transfer.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12045
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Engenharia Química - Bacharelado (INQUI)

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