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Modelagem e validação do escoamento laminar não isotérmico, reativo e difusivo, aplicado ao processamento térmico contínuo de alimentos líquidos em trocadores bitubulares.; Modeling and validation of non-isothermal, reactive and diffuse laminar flow, applied to the continuous thermal processing of liquid foods in double-pipe heat exchangers.

Dantas, Jorge Aliomar Trocoli Abdon
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 11/07/2012 Português
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68.07373%
O processamento térmico de alimentos visa garantir qualidade e inocuidade pela inativação de micro-organismos e enzimas. Geralmente ocorre sobreprocessamento, levando à perda de características nutricionais e sensoriais e à elevação de custos operacionais. Foi desenvolvida a modelagem matemática (modelos térmico, mássico, hidráulico e reativo) de um equipamento bitubular para o processamento térmico contínuo de um alimento líquido homogêneo em regime laminar difusivo, para determinação das distribuições de temperatura e letalidade. No modelo foram incorporados parâmetros para quantificar os efeitos das difusividades térmica e mássica efetivas na direção radial ao escoamento. O modelo contempla três seções: aquecimento; tubo de retenção e resfriamento, em que as seções de aquecimento e resfriamento são trocadores de calor modulares. Foram considerados os seguintes volumes de controle: alimento, tubo interno, fluido de utilidade, tubo externo, isolamento térmico e ar ambiente. Balanços diferenciais de energia e massa foram aplicados para modelar as trocas térmicas e a distribuição de micro-organismos, enzimas ou nutrientes. Condições de contorno foram aplicadas para manter a continuidade entre as seções e módulos. O modelo foi resolvido através do método de diferenças finitas...

Modelagem e simulação da cinetica quimica do tratamento das frações pesadas do petroleo

Everton Moraes Matos
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/08/1997 Português
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38.053892%
Este trabalho representa um esforço no sentido de modelar e simular a cinética química que ocorre no tratamento das frações mais pesadas do petróleo, visando produzir produtos de maior valor comercial a partir deste material. A cinética, que inclui reações de craqueamento térmico, hidrodessulfurização, hidrodenitrogenação, hidrodemetalização e hidrodeoxigenação, as últimas quatro catalíticas, foi estudada como ocorrendo em dois sistemas clássicos, o CSTR ideal em multi estágios e o PFR com dispersão axial. A fim de visualizar o comportamento do sistema foram feitas simulações, com dados arbitrários, onde a velocidade do fluxo, o comprimento do reator e o número de Peclet foram variados um de cada vez mantendo os outros dois constantes. As reações de hidrocraqueamento foram modeladas como térmicas, as reações de hidrodenitrogenação e hidrodeoxigenação são catalíticas, embora não controladas por difusão. As reações de hidrodemetalização e hidrodesulfurização foram modeladas como catalíticas controladas por difusão, sendo a efetividade variável com o tempo uma vez que o processo de hidrodemetalização causa a graduação obstrução dos poros do catalisador. A fim de efetuar a simulação real do sistema...

Desenvolvimento e utilização de um agitador helicoidal de dupla helice como reometro

Denis Cantu Lozano
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/12/1995 Português
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Foi projetado, construído e calibrado um agitador helicoidal de dupla hélice (AHDH), o qual foi adaptado a um reômetro rotacional, permitiu determinar as constantes reológicas em purê de maçã natural (sem adição de açúcar) comercial. A temperatura foi mantida constante a 25°C. As propriedades reológicas foram determinadas para 14 amostras diferentes combinadas em sete concentrações diferentes todas para duas dimensões médias das partículas em suspensão. Os valores do índice de consistência K e o índice de comportamento reológico n, foram calculados por regressão linear para o modelo de Ostwald-de Waele e a viscosidade aparente ηa, do quociente σ/γ. Os valores da viscosidade de Casson (ηc) e a Tensão inicial (σ0) foram extrapolados para o modelo de Casson. Os valores da viscosidade relativa (ηr) foram calculados do quociente ηa/ηL onde é a viscosidade dinâmica do soro. Os valores experimentais de σ0 das suspensões foram medidos com um agitador de seis pás retas, que é considerado o método mais adequado para a medição de σ0 neste tipo de suspensões. Os resultados mostraram que os valores de K e ηa aumentaram com o incremento da concentração da polpa...

Oxidação umida catalitica da lignina em reatores trifasicos com produção de aldeidos aromaticos

Fernando Gazelli Sales
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/07/2001 Português
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58.373%
Os materiais lignocelulósicos, representando a maior reserva natural renovável da natureza, encontram-se armazenados nas plantas sob a forma de celulose, hemicelulose, lignina e extrativos, com a lignina correspondendo cerca de 30% deste total. As rotas de beneficiamento da lignina, com destaque para os processos oxidativos, visando a produção de vanilina, principalmente, utilizam na grande maioria processos bifásicos, alguns utilizando catalisadores solúveis na fase líquida, operando no entanto, com baixos rendimentos. No presente trabalho desenvolveu-se um processo de oxidação úmida catalítica (CWAO) da lignina para a produção seletiva de aldeídos aromáticos, com ênfase na vanilina, siringaldeído e p-hidroxibenzaldeído, aplicando um catalisador de paládio suportado em y-alumina. Prevendo-se a avaliação do processo catalítico foram conduzidas experiências em reator auto clave mecanicamente agitado, operando em batelada alimentada com relação à fase gasosa. Operou-se entre 373K e 413K, a uma pressão total de 20bar, representando uma pressão parcial de oxigênio entre 2bar e 10bar. A lignina com concentração de 60gIL foi solubilizada em meio alcalino de NaOH 2N. Utilizou-se um catalisador de Pd (2,85%pp.)...

Optimização do projecto e desempenho de permutadores de calor de placas para fluídos alimentares

Fernandes, Carla Sofia Veiga
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 30/10/2009 Português
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Tese de doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros (Processamento e Projecto de Materiais Poliméricos); Neste trabalho estudou-se numericamente o desempenho térmico e hidráulico de canais de permutadores de calor de placas do tipo chevron com diferentes propriedades geométricas utilizando o software de mecânica de fluidos computacional POLYFLOW®. Foi analisado o escoamento laminar de fluidos newtonianos e não-newtonianos nos referidos canais, tendo o comportamento reológico dos últimos sido descrito pela lei de potência. Inicialmente estudou-se o arrefecimento de iogurte num permutador de calor de placas do tipo chevron de pequeno comprimento, onde os efeitos de entrada influenciam significativamente os números de Nusselt obtidos. O domínio computacional deste problema consistiu numa unidade tridimensional que representava metade de um canal do permutador de calor em causa. Apesar desta simplificação, encontrou-se uma boa concordância entre os resultados numéricos do número de Nusselt, Nu, e dados experimentais da literatura. Os trabalhos iniciais com o iogurte permitiram observar a existência de periodicidades adicionais do escoamento ao longo da largura do canal, o que permitiu desenvolver uma célula periódica. Usando esta célula periódica...

Equações e programa computacional para cálculo do transporte de solutos do solo

Borges Júnior,João C. F.; Ferreira,Paulo A.
Fonte: Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG Publicador: Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2006 Português
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67.50865%
Em função deste trabalho, objetivou-se desenvolver e testar um programa computacional para calcular os parâmetros das equações de transporte de solutos no solo, com base no ajustamento de modelos teóricos a dados observados, e executar simulações para a variação espacial e temporal da concentração e do balanço de massa de solutos no perfil do solo. Utilizou-se o método dos mínimos quadrados (Levenberg-Marquardt) para obtenção dos estimadores dos parâmetros coeficiente dispersivo-difusivo e fator de retardamento. O programa desenvolvido, denominado Disp, possui interface gráfica que torna simples o seu uso quanto aos procedimentos de entrada de dados, execução dos cálculos e acesso aos resultados. Nos formulários de resultados, gráficos e tabelas relacionados às curvas de efluente podem ser gerados além da possibilidade de se executar simulações quanto à variação espacial e temporal da concentração e do balanço de massa de solutos no perfil do solo. Testes comparativos entre o Disp e o programa CXTFIT, relativos aos cálculos dos parâmetros número de Peclet e fator de retardamento, indicaram equivalência entre os dois programas, porém a interface gráfica do Disp o torna de uso mais simples em relação ao CXTFIT.

Mobilidade do zinco e do cobre em Argissolo com aplicação de argila bentonita

Tito,Gilvanise A.; Chaves,Lucia H. G.; Guerra,Hugo O. C.
Fonte: Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG Publicador: Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2012 Português
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67.509736%
A mobilidade dos metais pesados no solo é influenciada pelas características do solo, pela mineralogia das argilas e pelo teor do metal. Objetivando avaliar o efeito da bentonita na mobilidade do zinco e do cobre no solo, colunas de lixiviação preenchidas com um Argissolo foram submetidas a ensaios de mobilidade utilizando-se doses de bentonita (0, 30 e 60 t ha-1) e concentrações de zinco e cobre, de 50, 250 e 450 mg kg-1. As colunas de solo foram mantidas saturadas e sob fluxo de água permanente; em seguida foram determinados densidade, velocidade do fluxo, fator de retardamento, coeficiente de dispersão-difusão e número de Peclet. Os parâmetros de transporte foram definidos através do modelo computacional DISP. A incorporação de bentonita ao solo promoveu a retenção do zinco e do cobre pelo solo, principalmente deste último, diminuindo a concentração em solução lixiviada e os riscos de contaminação do meio ambiente. A aplicação de bentonita aumentou o fator de retardamento, mas reduziu o coeficiente de dispersão-difusão do solo.

Multiextrapolação de Richardson e esquemas de 1a e 2a ordens, mistos e Crank-Nicolson sobre as esquações 2D de advecção-difusão e Fourier

Vargas, Ana Paula da Silveira
Fonte: Universidade Federal do Paraná Publicador: Universidade Federal do Paraná
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Português
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Resumo: A análise de erros é objeto de estudo de grande importância em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). A acurácia e a confiabilidade da solução são algumas das dificuldades relacionadas a tal investigação. Para atender essas condições, a análise assintótica de soluções numéricas provê o conhecimento do comportamento de técnicas numéricas aplicadas na solução de modelos matemáticos que descrevem problemas físicos comumente utilizados em Engenharia. O objetivo principal desse trabalho é verificar a influência de esquemas híbridos como o método de correção adiada (MCA) e o método de Crank-Nicolson, bem como o efeito de parâmetros numéricos e físicos (número de Péclet) sobre a redução do erro de discretização com multiextrapolações de Richardson (MER). Para tanto, são consideradas as equações de advecção-difusão e equação de Fourier, ambas bidimensionais com termo fonte e condições de contorno de Dirichlet. As simulações numéricas foram realizadas com base no conhecimento da solução analítica obtida com o método das soluções fabricadas (MSF). As aproximações são desenvolvidas por meio do método de diferenças finitas com esquemas de 1ª e 2ª ordens mistos (para a equação de advecção-difusão) e de Crank-Nicolson (para a equação de Fourier). Na simulação numérica é utilizada a precisão quádrupla e o critério de parada baseado na norma l1 média. Na solução do sistema de equações foi utilizado o método multigrid. Para a análise a posteriori com MER foram deduzidas as ordens verdadeiras a priori através da expansão da série de Taylor com até três termos para ambas as equações e todas as variáveis de interesse. Com base na estimativa do erro de discretização por meio de MER...

Estudo da dispersão na secagem de frutos de café em secador de bandejas vibradas

Sfredo, Marilia Assunta
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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Para estudar a dispersão dos frutos de café durante a secagem, utilizou-se um secador de bandejas vibradas com reciclo. O secador consiste basicamente de quatro seções: túnel vertical de secagem, sistema de vibração, sistema de injeção de ar aquecido no túnel de secagem e sistema de reciclo dos frutos de café. O túnel de secagem contém quatro bandejas perfuradas por onde escoam os frutos de café e o ar, em fluxo cruzado. A secagem dos frutos de café foi realizada utilizando-se dois planejamentos experimentais, onde as variáveis estudadas foram, para o primeiro planejamento de secagem: temperatura dos frutos de café (40; 45 e 50ºC); massa de frutos de café alimentada (11,5; 12,5 e 13,5 kg) e vazão de ar de secagem (7; 8 e 9 kg ar/min), a variedade dos frutos de café foram: Acaiá, Catuaí e Mundo Novo; e para o segundo planejamento de secagem: massa de frutos de café (10; 12 e 14 kg) e vazão de ar (7; 8 e 9 kg ar/min), mantendo-se a temperatura dos frutos em 45ºC e a variedade Mundo Novo. Para o primeiro planejamento somente a temperatura dos frutos influenciou significativamente o tempo de secagem, onde o maior nível de temperatura reduz em 26,77 h o tempo de secagem. Para o segundo planejamento as variáveis estudadas não foram significativas para o tempo total de secagem dos frutos de café. Durante a secagem ocorre encolhimento dos frutos de café...

Caracterização e recuperação das enzimas 'alfa' e 'beta' - amilases em sistema de adsorção em leito expandido; Characterization and recovery of 'alfa' and 'beta' amylases enzymes by expanded bed adsorption systems

Jose Carlos Curvelo Santana
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 29/09/2006 Português
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Em atenção ao desenvolvimento de novas tecnologias é que neste trabalho foram feitos estudos de recuperação das enzimas a e b-amilases produzidas a partir das sementes de milho (Zea mays) em sistema de adsorção em leito expandido (ALE), para agregar valor a esta cultura, muito difundida em nosso país. Para tanto, foram feitas otimizações das etapas de produção do malte de milho, desde o processo de germinação (variando tempo) até a secagem (variando tempo e temperatura), para obter este produto com boa atividade enzimática. A caracterização hidrodinâmica da coluna de ALE foi feita para avaliar os efeitos dos: tampões fosfato (a 22°C) e Tris/HCl, com ou sem malte de milho, sobre a fluidização do leito contendo a resina de troca iônica Amberlite IRA 410. Durante a recuperação das enzimas usou-se como fatores a altura do leito fixo (4 cm) e expandido (8, 12, 16 cm), o pH (5, 6 e 7), e o tipo de tampão (fosfato ou Tris/HCl ambos a 0,05M), em condições constantes de eluição (NaCl 0,25M a 14mL/min). Os resultados mostraram que para se obter um malte com maior atividade enzimática deve-se parar a germinação das sementes no quarto dia e secá-las a 54°C por 5-6 h. A equação de Richardson-Zaki se ajustou à fluidização das resinas sobre o efeito dos fatores estudados...