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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17111| Tipo de Documento: | Dissertação |
| Título: | Utilização de técnicas de estimação de parâmetros para determinação simultânea da cinética e isoterma de adsorção |
| Autor(es): | Conceição, Joélington do Carmo |
| Data do documento: | 30-Mai-2018 |
| Orientador: | Santos, José da Paixão Lopes dos |
| Coorientador: | Severo Junior, João Baptista |
| Resumo: | A compreensão dos fenômenos envolvidos nos processos de adsorção, independentemente do modo de operação, é baseada, principalmente, em como ocorre a cinética de adsorção do soluto em um adsorvente até que haja o equilíbrio. Mas para isso, é necessário a realização de experimentos para obtenção dos dados de cinética e isoterma de adsorção, que em modo batelada, consiste na adição de uma determinada massa de adsorvente em um recipiente contendo um dado volume e concentração inicial do soluto, e, com isso, acompanhar a variação da concentração do soluto até atingir o equilíbrio. Após a obtenção dos dados, modelos fenomenológicos são utilizados para compreender a cinética e o equilíbrio de adsorção, por meio da estimação de parâmetros que levem em conta as reais variáveis de entrada e saída medidas experimentalmente em um processo de adsorção. Fato este, que não é comum em vários trabalhos encontrados na literatura, pois fazem uso de uma variável de inferência (quantidade adsorvida) como a variável de saída do processo. Além disso, é muito comum na literatura tratar e realizar a modelagem dos dados de cinética e isoterma de adsorção separadamente, ademais, no tratamento dos dados cinéticos é muito comum obter um modelo para cada curva de cinética e não um único modelo capaz de prever os vários perfis de concentração. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo principal estimar de forma simultânea os parâmetros de cinética e equilíbrio em um único modelo, levando em conta as reais variáveis de entrada e saída de um processo de adsorção, utilizando dados experimentais da literatura. Para isso foram elaborados procedimentos de estimação, combinando modelos de cinética e isoterma, além de mostrar que os parâmetros cinéticos são funções de outras variáveis de entrada. Todas as rotinas para este trabalho foram implementadas em linguagem de programação fortan 90 no software ESTIMA. A avaliação dos resultados foi feita por meio de análises estatísticas das estimações para medir a qualidade dos ajustes e dos parâmetros estimados, com base nas distribuições de probabilidade chi quadrado (x2) e t-Student, com 95% de confiança. Os resultados mostraram que é possível realizar a estimação simultânea dos parâmetros de cinética e isoterma, em um único modelo, obtendo um bom ajustem reduzindo também o número de parâmetros do modelo. |
| Abstract: | The understanding of the phenomena involved in the adsorption processes, regardless of the mode of operation, is mainly based on how the adsorption kinetics of the solute in an adsorbent occurs until equilibrium occurs. However, it is necessary to carry out experiments to obtain kinetic and adsorption isotherm data, which in batch mode consists of the addition of a certain mass of adsorbent in a container containing a given volume and initial concentration of the solute, with this, to follow the variation of the concentration of the solute until reaching equilibrium. After obtaining the data, phenomenological models are used to understand the kinetics and the adsorption equilibrium, through the estimation of parameters that consider the actual input and output variables measured experimentally in an adsorption process. This fact, which is not common in several works found in the literature, makes use of an inference variable (quantity adsorbed) as the process output variable. In addition, it is very common in the literature to treat and perform the modeling of adsorption kinetics and isotherm data separately, in addition, in the treatment of kinetic data it is very common to obtain a model for each kinetic curve and not a single model capable of predicting the various concentration profiles. Thus, this work has as main objective to simultaneously estimate the parameters of kinetics and equilibrium in a single model, considering the actual input and output variables of an adsorption process, using experimental data from the literature. For this, estimation procedures were elaborated, combining kinetic and isothermal models, as well as showing that kinetic parameters are functions of other input variables. All the routines for this work were implemented in the FORTAN 90 programming language in the ESTIMA software. The evaluation of the results was done through statistical analyzes of the estimates to measure the quality of the adjustments and the estimated parameters, based on the chi-square (x2) and t-Student probability distributions, with 95% confidence. The results showed that it is possible to perform the simultaneous estimation of kinetic and isothermal parameters in a single model, obtaining a good fit, also reducing the number of model parameters. |
| Palavras-chave: | Engenharia química Modelagem Cinética química Adsorção Adsorção em batelada Estimação de parâmetros Modeling Batch adsorption Estimation of parameters |
| área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Agência de fomento: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
| Idioma: | por |
| Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe |
| Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Citação: | CONCEIÇÃO, Joélington do Carmo. Utilização de técnicas de estimação de parâmetros para determinação simultânea da cinética e isoterma de adsorção. 2018. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2018. |
| URI: | http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17111 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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