Avaliação da sensibilidade da função de distribuição de tamanho de partícula durante a floculação / Sensitivity analysis of particle size distribution function during flocculation

RESUMO Neste artigo, buscou-se avaliar a sensibilidade da função contínua de distribuição de tamanho de partículas (DTP) diante da modificação decorrente da floculação. Para tal, foram investigadas seis configurações discretas, subdivididas em 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 e 15 classes de tamanho. As configurações investigadas diferem na frequência de partículas presentes por faixa de tamanho e no comportamento, sendo este monotônico ou unimodal. O ajuste da função contínua na forma linearizada aos dados discretos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação (R2). O coeficiente de potência da função (β) e o centro de massa (C.M) da distribuição foram tomados como representativos da DTP para a análise de sensibilidade, realizada por meio do estudo da correlação múltipla entre as variáveis. Experimentos em escala de bancada foram conduzidos visando a avaliar a simulação. Os resultados demonstraram que os parâmetros β e C.M foram sensíveis às variações da DTP, todavia os ajustes das funções para distribuições unimodais carecem de aprimoramento.

ABSTRACT In this paper, the sensitivity of the continuous particle size distribution function (PSD) was evaluated, as flocculation occurs. To this end, six discrete configurations were investigated, subdivided into 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 and 15 classes. The distribution studied here differ in the particles presented by size range and behavior, whether monotonic or unimodal. The adjustment of the continuous function in linearized form to the discrete data was evaluated by means of R2. The power law coefficient (β) and the center of mass (C.M) were taken as representative of PSD during the sensitivity analysis, which was carried out by means of multiple correlation between the variables. Batch essays were performed in order to evaluate simulations. Results showed that β and C.M were both sensitive to PSD variations; however, the function adjustments for unimodal distributions need improvement.

Floculação: considerações a partir da análise clássica e da avaliação direta da distribuição de tamanho de partículas / Flocculation: considerations from the classical analysis and from direct evaluation of particle size distribution

RESUMO: Este artigo apresenta algumas considerações sobre a floculação a partir da análise clássica e da avaliação direta da distribuição de tamanho de partículas. Para tal, foram realizados experimentos em escala de bancada. Os resultados foram avaliados à luz da abordagem clássica, dada pelo adimensional número de Camp (GT) e pela cinética de agregação e ruptura, e da distribuição de tamanhos de partículas. Verificou-se que o emprego isolado do produto GT não é adequado para representar as variações de desempenho na floculação e que o modelo clássico de agregação e ruptura pode ser influenciado pela medida indireta de turbidez, bem como pelo uso da sedimentação como etapa intermediária. Por outro lado, a avaliação direta de desempenho por meio da distribuição de tamanhos de partículas, representada pela função contínua linearizada, pode constituir ferramenta promissora na avaliação dedicada da floculação.

ABSTRACT: This article presents some considerations on the flocculation from the classical analysis and direct evaluation of the particle size distribution. For this purpose, essays in bench scale were performed. The results were evaluated in the light of classical approach, given by the dimensionless number Camp (GT) and the kinetics of aggregation and breakage, as well as particle size distribution. It has been found that the use of GT isolated product is not suitable to represent the variations in flocculation performance and the classical model of aggregation and break-up can be biased by an indirect measurement of turbidity and sedimentation as an intermediate step. On the other hand, the direct evaluation of performance by particle size distribution, represented by linear continuous function, can be a promising tool for the evaluation of flocculation.

Nutritional evaluation of corn silage with different levels of inclusion of wet corn gluten feed in sheep / Avaliação nutricional de milho ensilado com diferentes níveis de inclusão de farelo úmido de glúten de milho em ovinos

The objective of this study was to evaluate the intake and apparent digestibility of nutrients, as well as the feeding behavior of sheep fed an exclusively corn silage diet (0%); this diet incorporated wet corn gluten feed (WCGF) in increments of 30%, 50%, 60%, and 90%, together with the profile of the particles of these silages. Five crossbreed sheep were used with an average weight of 40 kg; they were housed in metabolic cages and were arranged in a Latin square 5×5 experimental design. There was a quadratic effect on dry matter (DM) intake, with a maximum consumption of 1.75 kg/day­1 to an inclusion of 39.09% of WCGF. The crude protein (CP) consumption exhibited an ascending linear effect with the inclusion of the co-product, and fiber consumption in neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber decreased linearly with the inclusion of WCGF. The apparent digestibility of DM, CP, and NDF increased linearly with the increasing inclusion of co-product in corn silage. Rumination time, total chewing, and idleness were influenced by increases in the inclusion of WCGF in corn silage, and there was a decreasing linear effect on the amount of time spent ruminating and total chewing, as well as an increasing linear effect for idleness duration. The chewing time for bolus, the number of chews for bolus, and the number of chews per day were influenced by the inclusion of WCGF. Through the obtained results, especially the equation of DM intake, which estimated a maximum point of 39.09%, as well as the presence of diarrhea at levels up to 50%, it was concluded that the addition of up to 40% of WCGF in corn silage can be recommended as it improves nutrient intake and features good digestibility without negatively altering the normal behavior of sheep.

Objetivou-se com este estudo avaliar o consumo, a digestibilidade aparente dos nutrientes, e o comportamento ingestivo de ovinos alimentados com dieta exclusiva de silagem de milho (0%), e acrescidas de 30, 50, 60 e 90% de farelo úmido de glúten de milho (FUGM), na matéria natural, juntamente com o perfil das partículas dessas silagens. Foram utilizadas cinco ovelhas sem raça definida com peso vivo médio de 40 kg, alojadas em gaiolas metabólicas, arranjadas no delineamento experimental em quadrado latino 5x5. Houve efeito quadrático para o consumo de matéria seca, com consumo máximo de 1,75kg/dia aos 39,09% de inclusão de FUGM. O consumo de proteína bruta sofreu efeito linear ascendente a com a inclusão do coproduto, e os consumos de fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA) diminuíram linearmente com a inclusão de FUGM. A digestibilidade aparente da MS, PB e FDN aumentaram linearmente com o aumento na inclusão do coproduto na silagem de milho. Os tempos de ruminação, mastigação total, e ócio foram influenciados pelo aumento na inclusão de FUGM na silagem de milho, houve efeito linear decrescente para o tempo em ruminação, e mastigação total, e efeito linear crescente para o tempo em ócio. O tempo de mastigação por bolo, número de mastigações por bolo, e o número de mastigações por dia, sofreram influencia da inclusão de FUGM. Através dos resultados obtidos, especialmente da equação de consumo de matéria seca, que estimou ponto de máximo de 39,09% e pela presença de diarreia em animais que consumiam níveis de inclusão acima de 50%, conclui-se que adições de até 40% de FUGM na silagem de milho são recomendadas devido ao fato do mesmo melhorar o consumo de nutrientes, tendo boa digestibilidade sem alterar negativamente o comportamento normal dos ovinos.

Comportamento ingestivo de vacas leiteiras alimentadas com silagem de milheto ou milho / Ingestive behavior of dairy cattle fed millet and corn silage

Objetivou-se com este estudo avaliar o comportamento ingestivo de vacas leiteiras alimentadas com dietas contendo como volumoso silagem de milho ou silagem de milheto com 5 ou 20 mm de tamanho de partículas, com ou sem inoculante bacteriano. Foram utilizadas cinco vacas mestiças Holandês × Gir, com aproximadamente 100 dias de lactação ao início do experimento e peso corporal aproximado de 550 kg, produzindo, em média, 15,2 ± 2,3 kg de leite por dia. Os animais foram arranjados num delineamento em quadrado latino 5×5. O tempo total de alimentação, ruminação e ócio, não foi alterado pelo tipo de silagem na dieta. As variáveis que compõem o comportamento ingestivo não foram afetadas quando as vacas receberam as diferentes silagens de milheto comparadas com silagem de milho. O tamanho de partículas entre 5 e 20 mm, a presença ou não de inoculante e o tipo de silagem com teores de MS em 28%, não afeta o tempo total de alimentação, ruminação e ócio em vacas mestiças Holandês Gir com média de produção de 15,2 kg por dia. Silagem de milho ou milheto, tamanho de partículas 5 ou 20 mm, e o uso ou não de inoculante em silagem de milheto, não altera o tempo total despendido com alimentação, ruminação e ócio em dietas para vacas leiteiras mestiças Holandês × Gir com média de produção de 15,2 kg por dia.

The objective of this study was to evaluate the ingestive behavior of dairy cows fed corn and millet silage with a 5 mm particle size without inoculant, millet silage with a 5 mm particle size with inoculant, millet silage with a 20 mm particle size without inoculant, millet silage with a 20 mm particle size with inoculant. Five cows Holstein x Gir, with approximately 100 days of lactation at the beginning of the experiment and a mean body weight of 550 kg, producing an average of 15 kg of milk per day were used. The animals were arranged in a randomized 5 × 5 Latin square. The total feeding time, rumination time, chewing time, number of alimentary bolus, rumination time for bolus and number of chews was determined. The variables that make up the feeding behavior were not affected when the cows were fed different millet silages compared with corn silage. Cows fed corn silage and millet silage of 5 mm particle size had a higher intake of dry matter and neutral detergent fiber. A particle size between 5 and 20 mm, the presence or absence of inoculum and the type of silage with DM at 28%, does not affect the total feeding time , ruminating and resting of cows with an average production of 15.2 kg per day. The presence of the inoculant does not affect the intake of dry matter and neutral detergent fiber. Cows fed diets containing corn silage or pearl millet silage with a 5 mm particle size fed more DM.

Effect of the granulometric characteristics of monensin sodium on controlling experimental coccidiosis in broiler chickens / Efeito das características granulométricas da monensina sódica no controle da coccidiose experimental em frangos de corte

The aim of the present study was to investigate the efficacy of monensin sodium grain size on controlling coccidiosis in broiler chickens. Three hundred and fifty Cobb 700 chicks were infected experimentally with 8 × 10(4) sporulated oocysts of Eimeria spp. The birds were fed with diets supplemented with powdered (n = 150) or granulated (n = 150) monensin, with particle sizes of ≤100 µm and 450-650 µm, respectively. The remaining chicks (n = 50) were used as an unmedicated control group. The birds’ weights and number of oocysts per gram of litter in each group were recorded weekly. A total of 96 birds were randomly selected and culled during the trial. Their intestinal oocyst counts and lesion scores were determined. No significant differences in body weights were found between the groups at the end of the study. The percentages of infected animals, oocyst counts and lesion scores were significantly higher in the control group than in the other two groups; the two treated groups did not show any appreciable differences to each other. Enteritis was observed in 14 birds, all in the group supplemented with granulated monensin. These results suggest that powdered and granulated monensin have comparable efficacy in controlling coccidiosis in broiler chickens. However, treatments with monensin sodium of high grain size may be subject to contraindications relating to enteritis.

O presente estudo teve como objetivo investigar a eficácia da monensina sódica com diferentes granulometrias no controle da coccidiose em frangos de corte. Trezentos e cinquenta pintos Cobb 700 foram infectados experimentalmente, utilizando-se 8 × 10(4) oocistos esporulados de Eimeria spp. As aves foram alimentadas com dietas suplementadas com monensina em pó (n = 150) ou granulada (n = 150), com partículas de dimensão ≤100 µm e de 450-650 µm respetivamente. As aves restantes (n = 50) foram utilizadas como grupo controle não sujeito a tratamento. O peso das aves e o número de oocistos por grama de material de cama de cada grupo foram avaliados semanalmente. Um total de 96 aves foi selecionado aleatoriamente e submetidos à eutanásia durante o período experimental. Nestas aves foram analisados o número de oocistos intestinais e o respectivo escore das lesões. Não foram encontradas diferenças significativas relativas ao peso dos animais dos diferentes grupos no final do período experimental. A proporção de animais infectados, a quantidade de oocistos e o escore das lesões foram significativamente superiores no grupo de controle, quando comparado com os dois grupos tratados, não encontrando diferenças significativas entre estes últimos. Foi observada enterite em 14 aves, pertencentes ao grupo suplementado com monensina granulada. Estes resultados indicam que a eficácia da monensina em pó e granulada é semelhante no controle de coccidiose em frangos de corte. No entanto, o tratamento com monensina sódica de elevada granulometria pode ser objeto de contraindicações associadas à enterite.

Concepção e avaliação de uma unidade de peneiramento forçado para a redução do tamanho de partículas presentes no esgoto bruto doméstico / Design and evaluation of a forced sieving unit (FSU) for the reduction of the particle size present in raw domestic sewage

Este trabalho teve como objetivo a concepção e o teste de uma unidade de peneiramento forçado, utilizada para o pré-tratamento do esgoto bruto com vistas à redução do tamanho de partículas de matéria orgânica. A unidade de peneiramento forçado (UPF) era constituída de uma peneira metálica (abertura de malha de 1 mm) inserida na tubulação de recalque através da qual o esgoto efluente era bombeado. O peneiramento forçado resultou em maior concentração de partículas com diâmetro entre 1,8 e 30 µm, sem que houvesse retenção de material particulado. Todavia, a UPF não influenciou na redução/retenção de DQO TOTAL do esgoto bruto.

The work focused on the conception and test of a forced sieving unit, used for the pre-treatment of raw sewage aiming at the reduction of organic matter particle size. The pre-treatment unit involved the use of a metallic sieve (1 mm cut-off) assembled inside the pipeline through which the influent sewage was pumped. The results indicated that the forced sieving resulted in a higher concentration of particles with range diameter between 1.8 and 30 µm, without the retention of particulate material. However, the forced sieving unit did not influence the reduction/retention of COD TOTAL of the raw sewage.

O emprego da análise de imagem na determinação da distribuição de tamanho de partículas da areia presente no esgoto sanitário / The use of image analysis to determine particle size distribution of grit carried by sewage

É consensual, no meio técnico, que unidades de desarenação devem reter partículas discretas de elevada velocidade relativa de sedimentação (por exemplo: areia, silte, cinzas, semente de frutas etc); e que desarenadores capazes de remover grãos de areia de tamanho maior ou igual a 0,2 mm removem a maior parte dos materiais que ocasionam problemas operacionais em estações de tratamento de esgoto (ETE). Entretanto, não existe concordância acerca da forma de se determinar a concentração ou a distribuição granulométrica de tais materiais no esgoto sanitário. O presente artigo apresenta um método para determinar a distribuição granulométrica da areia presente no esgoto sanitário, o qual se baseia no emprego de técnicas de análise de imagens digitais. A aplicação do método proposto demonstrou que, em média, 84 por cento da massa de areia carreada pelo esgoto sanitário afluente da ETE Jardim das Flores (Rio Claro, SP) era composta por partículas maiores ou iguais a 0,2 mm.

There is a consensus among technicians that degritters ought to remove discrete particles which present elevated settling velocities (e.g. sand, silt, ashes, fruit seeds etc.) and that units which are able to retain particles larger than or equal to 0.2 mm remove most of the material which causes operational problems to wastewater treatment plants (WWTP). Nevertheless, there is no agreement on how to determine grit concentration in wastewater and particle size distribution of this material. This paper presents a method to determine particle size distribution of grit carried by sewage based on the use of digital image analysis techniques. The use of the proposed method demonstrated that, on average, 84 percent of grit mass carried by the WWTP Jardim das Flores (Rio Claro, SP, Brazil) influent was made up of particles larger than or equal to 0.2 mm.

Influência da alteração da distribuição do tamanho de partículas no desempenho de reator UASB tratando esgoto doméstico / Influence of alteration of particle size distribution on the performance of UASB reactor treating domestic wastewater

O trabalho consistiu na avaliação do desempenho de um reator UASB tratando esgoto doméstico pré-tratado em uma unidade de peneiramento forçado (UPF), resultando na redução do tamanho médio de partículas da matéria orgânica afluente. Os experimentos foram conduzidos em dois reatores UASB em escala de demonstração idênticos, sendo um precedido da UPF e o outro utilizado como controle. Os resultados apontaram que, após a adaptação da biomassa às novas condições cinéticas e hidráulicas (reduzido TDH seguido de alta carga biológica aplicada), a redução do tamanho das partículas, na faixa de 1,8 a 30 µm, resultou na seleção de uma comunidade microbiana de maior atividade (atividade metanogênica específica de 0,072 g DQO/g STV.dia, quatro vezes superior à do reator controle). Isso propiciou um melhor desempenho do reator UASB precedido da UPF, o qual apresentou uma maior eficiência de remoção de DQO TOTAL (65 versus 54 por cento no reator controle), e um efluente com menor DQO PARTICULADA (48 versus 74 mg/L no reator controle).

The work aimed at evaluating the performance of an UASB reactor treating domestic sewage pre-treated in a Forced Sieving Unit (FSU) which resulted in size reduction of the influent organic matter particles. The experiments were carried out in two identical demonstration-scale UASB reactors, one with a FSU upstream and the other used as control reactor. The results showed that, after biomass adaptation to new kinetic and hydraulic conditions (low hydraulic detention time followed by high sludge load), the particles size reduction, in the range of 1.8 to 30 µm, resulted in a microbial community selection with higher activity (specific methanogenic activity of 0.072 g COD/g VTS.day four times higher than in the control reactor). This enabled a better performance of the UASB reactor with the FSU, which showed a higher removal efficiency in terms of COD TOTAL (65 versus 54 percent in the control reactor), and an effluent with lower concentration of COD PARTICULATE (48 versus 74 mg/L in the control reactor).