O Laboratório de Separação e Energias Renováveis contempla atividades correlatas às Operações Unitárias e aos Fenômenos de Transporte mediante a aplicação da energia solar. Abriga trabalhos de pós-graduação relacionados à pirólise com paraboloides de revolução, à descarbonatação de resíduos com lentes de Fresnel, à eletrólise aquosa com painéis fotovoltaicos, à secagem debiomassas e à pasteurização de produtos alimentícios.
Localização: Sala 109, Bloco 1Z-B, Campus Santa Mônica
O Laboratório de Secagem realiza pesquisas no área da secagem. O processo de secagem é extremamente importante na conservação e armazenamento de alimentos, já que impede a proliferação de micro-organismos e reduz a degradação que ocorreriam nesses materiais se os mesmos fossem estocados com alta umidade. Dessa forma, o Laboratório de Secagem é responsável por realizar este processo, através de equipamentos específicos construídos para tal. Atualmente, os secadores estudados nesse laboratório são do tipo Tambor Roto-Aerado, com ou sem lâmpadas infravermelho acopladas (Figuras 1 e 2), e Tambor Rotatório (Figura 3), em diversas configurações e sistemas. O secador tipo Roto-Aerado foidesenvolvido no Laboratório de Secagem daFEQUI/UFU, através de uma modificação do secador Rotatório convencional, para uma melhoria no contato fluido-partícula, proporcionado por um novo sistema de aeração, aumentando assim os coeficientes de transferência de calor e massa e, como consequência, a redução do consumo energético. Outros processos de separação, como secagem em estufa e peneiramento também são realizados neste laboratório.
Localização: Sala 101, Bloco 1Z-B, Campus Santa Mônica.
Figura 1 - Unidade experimental do tipo tambor roto-aerado
Figura 2 - Secador roto-aerado
Figura 3 - Unidade experimental do tipo tambor rotatório
No Laboratório de Processamento Paralelo 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 104, Bloco 1Z-B, Campus Santa Mônica.
Figura 1 - Estrutura computacional do Laboratório de Processamento Paralelo
Figura 2 - Unidade experimental de tambor rotatório
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.
