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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Avaliação da fluidodinâmica e do recobrimento de grânulos de ureia em leito de jorro para minimizar as perdas de nitrogênio
metadata.dc.creator: Costa, Tamíris Pacheco da
metadata.dc.contributor.advisor1: Rosa, Gabriela Silveira da
metadata.dc.description.resumo: O papel positivo dos fertilizantes foi comprovado como o fator que, isoladamente, mais contribui para o aumento da produtividade agrícola. O nitrogênio ocupa posição de destaque dentre os elementos essenciais ao desenvolvimento das espécies vegetais, fornecido geralmente através da aplicação da ureia. No entanto, o nitrogênio presente na ureia apresenta alta susceptibilidade à volatilização, que pode chegar a 80 % em algumas condições. Para que haja a minimização destas perdas, o recobrimento da ureia é uma estratégia que vem sendo muito difundida atualmente. Este trabalho teve como objetivo realizar o estudo da fluidodinâmica dos grânulos de ureia em leito de jorro e estudar o processo de recobrimento utilizando uma suspensão polimérica que proporcione uma liberação lenta do nitrogênio presente na ureia. As etapas deste estudo compreenderam: realizar a caracterização física das partículas de ureia; formular e caracterizar uma suspensão que possa ser utilizada no recobrimento de ureia e que seja composta por insumos de baixo custo; caracterizar o filme de recobrimento; estudar a fluidodinâmica das partículas no leito de jorro; utilizar um planejamento experimental fatorial do tipo composto central rotacional para o estudo do recobrimento; avaliar a taxa de liberação de nitrogênio por volatilização; e caracterizar o produto obtido. As variáveis estudadas no planejamento experimental fatorial foram: vazão da suspensão de recobrimento e temperatura do ar de entrada; e como respostas foram avaliadas a eficiência do recobrimento, o crescimento da partícula e a redução da volatilidade do nitrogênio presente na ureia. Os resultados mostraram que o rendimento do recobrimento variou de 17 a 46 %, enquanto o crescimento das partículas ficou entre 0,8 e 4,4 %. O filme de recobrimento proporcionou uma diminuição das perdas por volatilização de nitrogênio para todas as condições do planejamento experimental fatorial, em que o percentual de redução da volatilidade ficou entre de 11 e 50 %. O perfil de liberação do nitrogênio volatilizado durante o período analisado de 14 dias apresentou um pico de volatilização no terceiro dia. Este comportamento foi observado com menos intensidade para a ureia recoberta, demonstrando que o filme de recobrimento foi efetivo no controle da liberação do nitrogênio contido no interior da partícula. As análises obtidas por microscopia demonstraram que o filme de recobrimento envolveu a partícula conforme o esperado. As condições ótimas de temperatura do ar de entrada e vazão da suspensão foram estimadas com base na função desejabilidade.
Abstract: The positive role of the fertilizers was proven as the factor that alone contributes most to increasing agricultural productivity. The nitrogen occupies a prominent position among the essential elements for the development of the vegetais species, usually provided through the application of urea. However, the nitrogen present in the urea is highly susceptible to volatilization, which can reach 80 % in some conditions. So the minimization of these losses can be performed by the lining of urea, a strategy that has been very utilized today. This work aims to conduct the study of fluid dynamics of urea granules in spouted bed and study the coating process using a polymer suspension that provides a slow release of nitrogen present in the urea. The steps of this study include: performed the physical characterization of urea particles; formulate and characterize a suspension that can be used in the coating of urea and is composed of inexpensive ingredients; characterize the coating film; study the particle fluid dynamics in spouted bed; use a central composite rotational design to coating study; evaluate the nitrogen release rate by volatilization; and characterize the product obtained. The variables studied in the experimental factorial design were: coating suspension flow rate and inlet air temperature; and the responses were evaluated as coating efficiency, particle growth and the volatility of the nitrogen present in the urea. The results showed that the yield obtained for the experimental design was from 17 to 46 %, while the growth of the particles was between 0.8 and 4.4 %. The coating film showed a decrease in nitrogen volatilization losses for all of the experimental factorial conditions, where the volatility reduction percentage was between 11 and 50 %. The release profile of nitrogen volatilized during the analysis period of 14 days presented a peak of volatilization on the third day. This behavior was observed with less intensity for the coated urea, demonstrating that the coating film was effective in controll nitrogen release contained within the particle. The analysis obtained by microscopy demonstrated that coating the film involved the particle as expected. The optimum conditions of inlet air temperature and suspension flow rate were estimated based on the desirability function.
Keywords: Spouted bed
Urea coating
Particle characterization
Nitrogen volatilization
Desirability function
Leito de jorro
Recobrimento de ureia
Caracterização de partículas
Função desejabilidade
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://hdl.handle.net/riu/1417
Issue Date: 12-Jun-2015
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia

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AVALIAÇÃO DA FLUIDODINÂMICA E DO RECOBRIMENTO DE GRÂNULOS DE UREIA EM LEITO DE JORRO PARA MINIMIZAR AS PERDAS DE NITROGÊNIO_ Tamíris Pacheco da Costa.pdfDissertação apresentada ao programa de Pós Graduação Stricto sensu em Engenharia da Universidade Federal do Pampa, como requisito parcial para obtenção do Título de Mestre em Engenharia4,25 MBAdobe PDFView/Open


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