1. RI UFLA
  2. Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas - ICET
  3. DEX - Artigos publicados em periódicos
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorFreire, Evelise Roman Corbalan Gois-
dc.creatorSeleghim Júnior, Paulo-
dc.date.accessioned2020-09-04T12:30:00Z-
dc.date.available2020-09-04T12:30:00Z-
dc.date.issued2020-
dc.identifier.citationFREIRE, E. R. C. G.; SELEGHIM JÚNIOR, P. Optimization of fermenters for ethanol production: residence time analysis applying computational fluid dynamics. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 41, n. 1, p. 51-58, Jan./June 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/42845-
dc.description.abstractThe search for new ways to provide fuel for the society is a great challenge for scientists. An interesting alternative to petroleum-derived fuels is the ethanol produced from sugar cane. Brazil has an advantaged position in ethanol production, but the equipment used in the sugar cane plants, the fermenters, for example, still need efficiency improvements. The fermenter geometry has a great influence on the flow parameters and, consequently, in the chemical reactions involved in the fermentation process. It is necessary to ensure that the sugar cane juice remains enough time in the fermenter to complete the chemical reaction, but not more than the ideal time required, which can reduce the process efficiency. In this study, the influence of the geometry in the Residence Time Distribution (RTD) was analyzed by a computational tracer injection technique. Besides, twenty geometries were performed applying a univariate optimization process. Results show the inlet angle has the major influence in the flow and the optimum geometry for the continuous fermenter must have 22.5◦ for inlet angle and 120 cm for outlet tube height. Considering the fermenters large scales in sugarcane juice processing, the improvement proposed in the fermenter geometry can increase its efficiency and reduce environmental impacts.pt_BR
dc.languageen_USpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Londrinapt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial 4.0 International*
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/*
dc.sourceSemina: Ciências Exatas e Tecnológicaspt_BR
dc.subjectResidence time distributionspt_BR
dc.subjectComputational fluid dynamicspt_BR
dc.subjectFermenterspt_BR
dc.subjectEthanol productionpt_BR
dc.subjectDistribuição de tempo de residênciapt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectFermentadorespt_BR
dc.subjectProdução de etanolpt_BR
dc.titleOptimization of fermenters for ethanol production: residence time analysis applying computational fluid dynamicspt_BR
dc.title.alternativeOtimização de fermentadores aplicados na produção de etanol: análise tempo de residência utilizando fluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.typeArtigopt_BR
dc.description.resumoA procura por novas formas de garantir combustível para a sociedade é um grande desafio para cientistas. Uma alternativa interessante ao combustível derivado do petróleo é o etanol produzido a partir da cana-deaçúcar. Apesar do Brasil estar em condições de vantagem na produção de etanol, os equipamentos utilizados na usinas sucroalcooleiras, como os fermentadores por exemplo, ainda necessitam de melhorias em sua eficiência. A geometria do tanque do fermentador tem uma grande influência nos parâmetros do escoamento interno, e consequentemente, afetam fortemente as reações químicas envolvidas no processo. Para melhor eficiência do equipamento, é preciso garantir que o mosto permaneça o tempo adequado dentro do tanque para que as reações químicas sejam completadas. Caso permaneça um tempo maior que o exigido, as reações químicas são prejudicadas. Neste estudo, a influência da geometria do tanque do fermentador na distribuição de tempo de residência (DTR) foi avaliada através da simulação computacional da injeção de um traçador no escoamento. Além disso, vinte geometrias foram simuladas através de um processo de otimização univariada. Resultados mostram que o ângulo entre a tubulação de entrada do tanque é o parâmetro geométrico com maior influência no escoamento. A geometria que garante o ângulo de escoamento ideal deve ter 22,5◦ de ângulo de entrada, combinada com uma altura de 120 cm para a tubulação de saída. Considerando que os fermentadores são utilizados em processamento de alta escala, as melhorias propostas na geometria do fermentador podem aumentar sua eficiência e reduzir impacto ambiental.pt_BR
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