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Abstract(s)
No âmbito de formulação de uma tese de mestrado, foi apresentado um contexto-problema pela empresa WEG, que passa por encontrar uma solução para um resíduo final proveniente do processo industrial. Trata-se de uma mistura de efluentes de um fluído de corte, em forma de emulsão óleo em água, de concentração real média de 8 % (V/V) que pode ainda conter, quer dissolvidos, quer em suspensão, partículas metálicas provenientes do processo de maquinação. Várias alternativas surgiram, desde o tratamento do fluído à prevenção na fonte, nomeadamente a redução do caudal de entrada deste ou substituição por um resíduo de matriz vegetal que seja biodegradável e que não comprometa os equipamentos, a qualidade do produto maquinado ou o processo em si. Porém, as medidas de prevenção na fonte foram abandonadas devido à complexidade do estudo e da exigência de recursos e tempo (no caso da possibilidade de um novo fluído de corte), ou da impraticabilidade do método (no caso da redução do caudal de entrada do fluído de corte). Foram realizadas análises ao fluído de corte original e ao resíduo. Relativamente ao fluído de corte original, uma análise por espectrofotometria por infravermelho revelou uma probabilidade deste fluído apresentar grupos carbonilo, álcoois e ainda ligações duplas características de alcenos. Já uma análise por espectrometria por raio X revelou um teor de enxofre de 0,313 % (m/m) bem como uma presença mais forte (embora qualitativa) dos iões cálcio, escândio, titânio e vanádio e mais moderada dos iões germânio e gálio. Relativamente ao resíduo final, uma análise por espectrometria por raio X revelou um valor médio do teor de enxofre de 0,0335 % (m/m), bem como resultados de presença de iões muito semelhantes às do fluído de corte original, salientando apenas um acréscimo da presença de zinco, que se acredita ser do desgaste dos esmeris durante o processo. Obteve-se ainda valores médios de 2797 mg.L-1 para os sólidos suspensos totais, 8,86 para o valor de pH e para a condutividade um valor médio de 1221 µS.cm-1 . Diversos ensaios experimentais que visam a quebra da emulsão foram realizados, como flotação por ar e por ar dissolvido, coagulação e ainda uma mistura das operações de acidificação, arrefecimento e adição de cloreto de sódio. Destes, apenas este último levou a um resultado positivo no que toca à quebra da emulsão, pelo que foi possível a obtenção de duas fases distintas, conseguindo-se a separação destas fases através de um processo de decantação. Apesar do não ter sido possível ainda o tratamento completo do efluente de resíduo, a separação das duas fases permite a simplificação de tratamento deste resíduo, bem como a possibilidade de redução deste caudal em cerca de 92 %, contribuindo economicamente e ambientalmente para o desenvolvimento da empresa.
For the realization of a master’s degree’s thesis, WEG presented a context-problem that aims finding a solution for a residue that comes from their industrial process. This residue is an emulsion of oil in water, in real medium concentration of 8 %, (V/V) that may also contain metallic particles, be dissolved or suspended, that could come from the maqui nation process. There are different options, since residue managing till prevention of it, for example the reduction of its inflow or replacing the cutting fluid for a biodegradable one which doesn’t compromise the machines, the final products or the industrial process. However, the reduction of the inflow was revealed as impractical and inviable in this situation, and finding one biodegradable fluid requires too much time and resources, meaning that the option is also inviable. Different analysis were done in the original cutting fluid and its final residue. An infrared spectofotometry of the original cutting fluid revealed the presence of carbonile groups, alcohol groups and double covalent bonds, characteristic of alkenes. An X-rays spectrometry revealed a medium concentration of sulphur of 0,313 % (m/m), as well as a strong presence (though qualitatively) of the calcium, titanium, scandium and vanadium ions and moderate presence of germanium and gallium ions. For the final residue, an X-rays spectrometry revealed a medium concentration of 0,0335 % (m/m) and a presence of ions almost identic to the original cutting fluid, with an exception of a rising in zinc, which may be due to the machining process. Also, there was found medium values of 2797 mg.L-1 for the total suspended solids, 8,86 for pH and 1221 µS.cm-1 for the conductivity. Different emulsion-breaking aimed process were tested, like air flotation, dissolved air flotation, coagulation, and a combination of acidification, cooling and use of sodium chloride. From all the above mentioned, only the last were a success, efficiently creating in two distinctive phases, which were separated via decantation. Even though the goal of a completed treatment of this effluent was not yet reached, this phase separation simplifies significantly the treatment of this residue. Also, it allows a reduction of the flow of approximately 92 %, making a large contribution economically and ambientlywise.
For the realization of a master’s degree’s thesis, WEG presented a context-problem that aims finding a solution for a residue that comes from their industrial process. This residue is an emulsion of oil in water, in real medium concentration of 8 %, (V/V) that may also contain metallic particles, be dissolved or suspended, that could come from the maqui nation process. There are different options, since residue managing till prevention of it, for example the reduction of its inflow or replacing the cutting fluid for a biodegradable one which doesn’t compromise the machines, the final products or the industrial process. However, the reduction of the inflow was revealed as impractical and inviable in this situation, and finding one biodegradable fluid requires too much time and resources, meaning that the option is also inviable. Different analysis were done in the original cutting fluid and its final residue. An infrared spectofotometry of the original cutting fluid revealed the presence of carbonile groups, alcohol groups and double covalent bonds, characteristic of alkenes. An X-rays spectrometry revealed a medium concentration of sulphur of 0,313 % (m/m), as well as a strong presence (though qualitatively) of the calcium, titanium, scandium and vanadium ions and moderate presence of germanium and gallium ions. For the final residue, an X-rays spectrometry revealed a medium concentration of 0,0335 % (m/m) and a presence of ions almost identic to the original cutting fluid, with an exception of a rising in zinc, which may be due to the machining process. Also, there was found medium values of 2797 mg.L-1 for the total suspended solids, 8,86 for pH and 1221 µS.cm-1 for the conductivity. Different emulsion-breaking aimed process were tested, like air flotation, dissolved air flotation, coagulation, and a combination of acidification, cooling and use of sodium chloride. From all the above mentioned, only the last were a success, efficiently creating in two distinctive phases, which were separated via decantation. Even though the goal of a completed treatment of this effluent was not yet reached, this phase separation simplifies significantly the treatment of this residue. Also, it allows a reduction of the flow of approximately 92 %, making a large contribution economically and ambientlywise.
Description
Keywords
Fluído de Corte Emulsão Flotação Coagulação Acidificação Adição de Cloreto de Sódio a Frio Cutting Fluid Emulsion Flotation Coagulation Acidification Sodium Chloride Addition in Cold