Nesta pesquisa teve-se como objetivo estudar as propriedades físicas de polpas de açaí disponíveis comercialmente, tais como: pH, condutividade, viscosidade, tensão superficial e atenuação acústica, em função da temperatura e de particulados presentes na suspensão de açaí. Foram selecionadas quatro marcas comerciais de polpa de açaí originárias da região norte do Brasil. As amostras foram estudadas na forma pura (sem diluição) e diluídas. As análises de tensão superficial foram conduzidas utilizando o tensiômetro da Sensadyne (modelo QC6000) na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Observou-se uma variação da tensão superficial entre as marcas estudadas e em todos os casos a polpa de açaí diluída apresentou tensão superficial superior à polpa pura. Para valores de temperatura maiores que 45ºC, a tensão superficial aumentou com a temperatura para duas marcas estudadas. A verificação da atenuação e do tamanho de partículas foi realizada utilizando a técnica de espectroscopia de atenuação acústica com o equipamento APS-100 (Matec Applied Science, Northborough, USA). A polpa diluída apresentou uma menor atenuação com relação à polpa pura. As polpas de açaí, pura e diluída, apresentaram partículas com tamanho inferior a 0,6 µm de diâmetro, sendo que a polpa pura apresentou partículas com diâmetros maiores. Na investigação reológica foram utilizados reômetros rotacionais (Modelo DVIII+) da marca Brookfield com geometrias de cone-placa e cilindros concêntricos na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Os reogramas obtidos foram ajustados aos modelos de Ostwald-de-Waale (Lei da Potência) e Herschel-Bulkley, sendo que o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Lei da Potência. Todas as amostras estudadas apresentaram comportamento reológico não-Newtoniano, com características de fluidos tixotrópicos. Foi investigado também o comportamento reológico de polpas de açaí tratadas enzimaticamente para posterior processamento por microfiltração tangencial. As enzimas comerciais Pectinex Ultra SP-L, Biopectinase KK Plus e Ultrazym AFPL foram avaliadas separadamente e a respectiva eficiência foi analisada pela redução da viscosidade no reômetro rotacional com a geometria de cone-plana. A enzima comercial Ultrazym foi mais eficiente na redução da viscosidade aparente da polpa de açaí, sendo que as enzimas Pectinex e Biopectinase não apresentaram alteração significativa da viscosidade. A análise da viscosidade aparente dos produtos (permeado e retentado) da microfiltração utilizando membranas cerâmicas comerciais de 0,8 e 0,2 \'mü\'m foi feita utilizando o reômetro rotacional com a geometria de cone-placa, na temperatura de 25ºC. Para o processamento por microfiltração sem tratamento enzimático, o retentado apresentou valores de viscosidade aparente superior ao permeado e à polpa diluída, enquanto que a polpa diluída apresentou viscosidade aparente superior ao permeado. Na microfiltração com tratamento enzimático a polpa diluída apresentou viscosidade aparente inferior ao permeado, comportamento observado para as duas membranas estudadas (0,8 e 0,2 \'mü\'m). Com os resultados obtidos foi possível verificar a grande variação nas propriedades físicas de polpas comerciais de açaí e com isso, a importância de se realizar tais medidas para a otimização de processos como a microfiltração tangencial. / The main objective of this research was the study of physical properties of commercial types of açaí pulp; including pH, electric conductivity, viscosity, surface tension and acoustic attenuation as a function of temperature and particulates of açaí suspension. Four types of açaí pulp from north region of Brazil were selected. The samples were analyzed in pure (undiluted) and diluted form. Surface tension was measured with Sensadyne tensiometer (model QC6000) in the temperature range: 15º to 60º Celsius. In all types of pulp studied the surface tension of diluted sample was higher than pure sample. For temperatures above 45º Celsius surface tension increased for two types of açai pulp studied. Acoustic attenuation and particle size of samples were analyzed with the equipment APS-100 from Matec Applied Science, Northborough, USA. Acoustic attenuation of diluted samples is smaller for pure samples; the açaí pulp (pure and diluted) has particle sizes below 0,6 µm and the particle sizes of the pure samples were larger than the diluted samples. Brookfield/USA rotational rheometers (Model DVIII+) was employed for rheological analysis with two geometries: cone-plate and concentric cylinders in the temperature range: 15º to 60º Celsius. The rheological behavior was adjusted by Ostwald-de-Waale model (or Power-law model) and Herschel-Bulkley model; the Ostwald-de-Waale model showed a better fit. All brands of pulp studied presented non-Newtonian behavior with tixotropic characteristics. It also investigated the rheological behavior of açaí pulp treated enzymatically for later processing by tangential microfiltration. The commercial enzymes: Pectinex Ultra SP-L (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), Biopectinase KK Plus (Kerry Bio-Science) and Ultrazym AFPL (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), were utilized to reduce viscosity and the effect was evaluated with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+). The data shows that the Ultrazym enzyme was the best option for viscosity reduction of açaí pulp, and the other presented no changes in the viscosity. The viscosity of the retentate and permeate from the microfiltration process (membranes with cut-off 0,8 and 0,2 µm) was determined with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+) at 25º Celsius. In microfiltration process without enzymatic action, the apparent viscosity of retentate was always higher than the retentate from diluted pulp. With the results we observed the large variation in physical properties of commercial açaí pulp and thus, the importance of carrying out such measures for the optimization of processes such as tangential microfiltration.

Nesta pesquisa teve-se como objetivo estudar as propriedades físicas de polpas de açaí disponíveis comercialmente, tais como: pH, condutividade, viscosidade, tensão superficial e atenuação acústica, em função da temperatura e de particulados presentes na suspensão de açaí. Foram selecionadas quatro marcas comerciais de polpa de açaí originárias da região norte do Brasil. As amostras foram estudadas na forma pura (sem diluição) e diluídas. As análises de tensão superficial foram conduzidas utilizando o tensiômetro da Sensadyne (modelo QC6000) na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Observou-se uma variação da tensão superficial entre as marcas estudadas e em todos os casos a polpa de açaí diluída apresentou tensão superficial superior à polpa pura. Para valores de temperatura maiores que 45ºC, a tensão superficial aumentou com a temperatura para duas marcas estudadas. A verificação da atenuação e do tamanho de partículas foi realizada utilizando a técnica de espectroscopia de atenuação acústica com o equipamento APS-100 (Matec Applied Science, Northborough, USA). A polpa diluída apresentou uma menor atenuação com relação à polpa pura. As polpas de açaí, pura e diluída, apresentaram partículas com tamanho inferior a 0,6 µm de diâmetro, sendo que a polpa pura apresentou partículas com diâmetros maiores. Na investigação reológica foram utilizados reômetros rotacionais (Modelo DVIII+) da marca Brookfield com geometrias de cone-placa e cilindros concêntricos na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Os reogramas obtidos foram ajustados aos modelos de Ostwald-de-Waale (Lei da Potência) e Herschel-Bulkley, sendo que o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Lei da Potência. Todas as amostras estudadas apresentaram comportamento reológico não-Newtoniano, com características de fluidos tixotrópicos. Foi investigado também o comportamento reológico de polpas de açaí tratadas enzimaticamente para posterior processamento por microfiltração tangencial. As enzimas comerciais Pectinex Ultra SP-L, Biopectinase KK Plus e Ultrazym AFPL foram avaliadas separadamente e a respectiva eficiência foi analisada pela redução da viscosidade no reômetro rotacional com a geometria de cone-plana. A enzima comercial Ultrazym foi mais eficiente na redução da viscosidade aparente da polpa de açaí, sendo que as enzimas Pectinex e Biopectinase não apresentaram alteração significativa da viscosidade. A análise da viscosidade aparente dos produtos (permeado e retentado) da microfiltração utilizando membranas cerâmicas comerciais de 0,8 e 0,2 \'mü\'m foi feita utilizando o reômetro rotacional com a geometria de cone-placa, na temperatura de 25ºC. Para o processamento por microfiltração sem tratamento enzimático, o retentado apresentou valores de viscosidade aparente superior ao permeado e à polpa diluída, enquanto que a polpa diluída apresentou viscosidade aparente superior ao permeado. Na microfiltração com tratamento enzimático a polpa diluída apresentou viscosidade aparente inferior ao permeado, comportamento observado para as duas membranas estudadas (0,8 e 0,2 \'mü\'m). Com os resultados obtidos foi possível verificar a grande variação nas propriedades físicas de polpas comerciais de açaí e com isso, a importância de se realizar tais medidas para a otimização de processos como a microfiltração tangencial. / The main objective of this research was the study of physical properties of commercial types of açaí pulp; including pH, electric conductivity, viscosity, surface tension and acoustic attenuation as a function of temperature and particulates of açaí suspension. Four types of açaí pulp from north region of Brazil were selected. The samples were analyzed in pure (undiluted) and diluted form. Surface tension was measured with Sensadyne tensiometer (model QC6000) in the temperature range: 15º to 60º Celsius. In all types of pulp studied the surface tension of diluted sample was higher than pure sample. For temperatures above 45º Celsius surface tension increased for two types of açai pulp studied. Acoustic attenuation and particle size of samples were analyzed with the equipment APS-100 from Matec Applied Science, Northborough, USA. Acoustic attenuation of diluted samples is smaller for pure samples; the açaí pulp (pure and diluted) has particle sizes below 0,6 µm and the particle sizes of the pure samples were larger than the diluted samples. Brookfield/USA rotational rheometers (Model DVIII+) was employed for rheological analysis with two geometries: cone-plate and concentric cylinders in the temperature range: 15º to 60º Celsius. The rheological behavior was adjusted by Ostwald-de-Waale model (or Power-law model) and Herschel-Bulkley model; the Ostwald-de-Waale model showed a better fit. All brands of pulp studied presented non-Newtonian behavior with tixotropic characteristics. It also investigated the rheological behavior of açaí pulp treated enzymatically for later processing by tangential microfiltration. The commercial enzymes: Pectinex Ultra SP-L (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), Biopectinase KK Plus (Kerry Bio-Science) and Ultrazym AFPL (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), were utilized to reduce viscosity and the effect was evaluated with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+). The data shows that the Ultrazym enzyme was the best option for viscosity reduction of açaí pulp, and the other presented no changes in the viscosity. The viscosity of the retentate and permeate from the microfiltration process (membranes with cut-off 0,8 and 0,2 µm) was determined with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+) at 25º Celsius. In microfiltration process without enzymatic action, the apparent viscosity of retentate was always higher than the retentate from diluted pulp. With the results we observed the large variation in physical properties of commercial açaí pulp and thus, the importance of carrying out such measures for the optimization of processes such as tangential microfiltration.

Este trabalho tem como objetivo global contribuir para o desenvolvimento do estudo da propagação de ondas em dutos de transporte de fluidos, especialmente oleodutos e gasodutos, através da análise da atenuação acústica e da velocidade de propagação da onda. Para isso, foram feitos ensaios experimentais, tanto em escoamento mono quanto bifásico, variando-se a vazão do escoamento em uma linha de testes de 1500 metros e 50 mm de diâmetro, para aquisição de sinais gerados a partir do fechamento de válvulas de simulação de vazamentos em pontos ao longo da tubulação. Para análise da atenuação acústica foi proposta uma metodologia baseada na medição do coeficiente de amortecimento temporal das ondas de pressão como subsídio para o cálculo do coeficiente de atenuação, através da utilização de um único sensor de pressão. Esta metodologia foi validada pela medição direta do coeficiente de atenuação e os resultados mostram uma excelente concordância em escoamentos monofásicos. Para os testes em escoamento bifásico não foi possível aplicar esta metodologia devido ao forte amortecimento das ondas de pressão, sendo feitas apenas medições diretas da atenuação com resultados fenomenologicamente coerentes. A velocidade de propagação acústica para escoamento monofásico foi influenciada pela presença de gás dissolvido e bolhas de cavitação, apresentando valores próximos aos da literatura para baixas vazões de escoamento. Para altas vazões, as velocidades foram compatíveis com o escoamento bifásico a bolhas finamente dispersas. Para o escoamento bifásico o regime de escoamento variou de bolhas a pistonado. As velocidades de propagação obtidas são compatíveis com aquelas obtidas por modelos teóricos. / This work aims to contribute to the development of the study of wave propagation in fluid transport pipelines, through the analysis of acoustic attenuation and propagation speed. For this reason, experimental tests were made in single and two-phase flow, varying the flow rate in a test line of 1500 meters and 50 mm in diameter, for the acquisition of signals generated from the closing of leak simulation valves at known points along the pipeline. To analyze the acoustic attenuation it was proposed a methodology based on measurement of temporal damping coefficient of pressure waves as input for calculating the attenuation coefficient, by using a single pressure sensor. This methodology was validated by direct measurement of attenuation coefficient and the results show an excellent agreement in single-phase flow. For the tests in two-phase flow it was not possible to apply this methodology due to the strong damping of pressure waves, which only made direct measurements of attenuation results phenomenologically consistent. Acoustic propagation velocity for single phase flow was influenced by the presence of dissolved gas and cavitation bubbles, having values close to the literature for low flow rates. For high flows rates, the velocities were consistent with a two-phase flow at finely dispersed bubbles. For the two-phase flow the regime varied from slug to bubbles. The propagation velocities obtained are consistent with those obtained by theoretical models.

Este trabalho tem como objetivo global contribuir para o desenvolvimento do estudo da propagação de ondas em dutos de transporte de fluidos, especialmente oleodutos e gasodutos, através da análise da atenuação acústica e da velocidade de propagação da onda. Para isso, foram feitos ensaios experimentais, tanto em escoamento mono quanto bifásico, variando-se a vazão do escoamento em uma linha de testes de 1500 metros e 50 mm de diâmetro, para aquisição de sinais gerados a partir do fechamento de válvulas de simulação de vazamentos em pontos ao longo da tubulação. Para análise da atenuação acústica foi proposta uma metodologia baseada na medição do coeficiente de amortecimento temporal das ondas de pressão como subsídio para o cálculo do coeficiente de atenuação, através da utilização de um único sensor de pressão. Esta metodologia foi validada pela medição direta do coeficiente de atenuação e os resultados mostram uma excelente concordância em escoamentos monofásicos. Para os testes em escoamento bifásico não foi possível aplicar esta metodologia devido ao forte amortecimento das ondas de pressão, sendo feitas apenas medições diretas da atenuação com resultados fenomenologicamente coerentes. A velocidade de propagação acústica para escoamento monofásico foi influenciada pela presença de gás dissolvido e bolhas de cavitação, apresentando valores próximos aos da literatura para baixas vazões de escoamento. Para altas vazões, as velocidades foram compatíveis com o escoamento bifásico a bolhas finamente dispersas. Para o escoamento bifásico o regime de escoamento variou de bolhas a pistonado. As velocidades de propagação obtidas são compatíveis com aquelas obtidas por modelos teóricos. / This work aims to contribute to the development of the study of wave propagation in fluid transport pipelines, through the analysis of acoustic attenuation and propagation speed. For this reason, experimental tests were made in single and two-phase flow, varying the flow rate in a test line of 1500 meters and 50 mm in diameter, for the acquisition of signals generated from the closing of leak simulation valves at known points along the pipeline. To analyze the acoustic attenuation it was proposed a methodology based on measurement of temporal damping coefficient of pressure waves as input for calculating the attenuation coefficient, by using a single pressure sensor. This methodology was validated by direct measurement of attenuation coefficient and the results show an excellent agreement in single-phase flow. For the tests in two-phase flow it was not possible to apply this methodology due to the strong damping of pressure waves, which only made direct measurements of attenuation results phenomenologically consistent. Acoustic propagation velocity for single phase flow was influenced by the presence of dissolved gas and cavitation bubbles, having values close to the literature for low flow rates. For high flows rates, the velocities were consistent with a two-phase flow at finely dispersed bubbles. For the two-phase flow the regime varied from slug to bubbles. The propagation velocities obtained are consistent with those obtained by theoretical models.