"Ciências Básicas para o Desenvolvimento Sustentável"
24 a 26 de outubro de 2023
Trabalho 19245
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Agrárias |
| Área temática | Engenharia agrícola |
| Setor | Departamento de Engenharia Agrícola |
| Bolsa | CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Victor Hugo Laviola de Oliveira |
| Orientador | NATALIA DOS SANTOS RENATO |
| Outros membros | Gabriel de Morais Campos, MARCIO AREDES MARTINS |
| Título | Estudo da influência do comprimento de pá na eficiência de agitação de um tanque para cultivo de microalgas. |
| Resumo | Devido ao iminente risco de esgotamento de recursos renováveis e à escalada do consumo energético mundial, é emergente a necessidade por fontes alternativas e limpas para obtenção de produtos. Assim, a melhoria dos sistemas de cultivo de microalgas em tanques abertos surge como oportunidade no setor agrícola e de energia, visto que, as microalgas podem ser matéria-prima para indústrias alimentícia, cosmética, farmacêutica e de biocombustíveis. Além disso, parte importante da melhoria da eficiência energética dos tanques está no melhor entendimento do sistema de agitação. Sendo assim, nos tanques do tipo raceway, o sistema de agitação proporciona homogeneização do meio de cultivo. O sucesso da cultura depende de condições favoráveis de luminosidade e distribuição de nutrientes, que são significativamente determinados pelas características do sistema de agitação. Em consequência disso, esses aspectos influenciam tanto no metabolismo celular das microalgas quanto no gasto energético. O objetivo desse trabalho foi determinar a influência do comprimento de pá na eficiência de agitação de um tanque para cultivo de microalgas por meio de simulações em CFD. A metodologia desse trabalho, consistiu na avaliação da capacidade de mistura a partir dos índices de uniformidade, mistura vertical e zonas mortas, além da potência consumida. Foi realizada a otimização de uma equação que combinou os quatro parâmetros supracitados, de forma com que um modelo ótimo pôde ser encontrado, com características suficientemente adequadas de agitação e consumo energético reduzido. Foram avaliados quatro comprimentos de pá (200, 210, 220 e 230 mm) e quatro rotações (13, 15, 17, 19 rpm), para uma roda dotada de seis pás. A melhor uniformidade da mistura foi obtida para uma rotação de 13 rpm, com pás de 230 mm. A mistura vertical ótima ocorreu para pás de 210 mm a 17 rpm. Ocorreram menos zonas mortas para pás de 210 mm a 19 rpm e pás com 200 mm consumiu menor potência à 13 rpm. Os resultados mostraram que a configuração ótima foi um modelo com pás de 210 mm operando a 15 rpm. O estudo concluiu que o comprimento e a rotação das pás possuem grande influência na eficiência de agitação para um cultivo de microalgas, sendo que, maiores rotações e comprimentos de pá resultam em um maior consumo energético. Logo, é primordial avaliar o consumo energético em conjunto aos fatores fluidodinâmicos, de forma a contribuir cientificamente para a viabilidade do sistema de cultivo aberto. |
| Palavras-chave | CFD, otimização, energia renovável |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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