Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-01T13:55:41Z No. of bitstreams: 1 MARCELLO MAIA DE ALMEIDA - TESE PPGEP 2004..pdf: 16341545 bytes, checksum: 6b12541c4495c47b84602868e8133365 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T13:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCELLO MAIA DE ALMEIDA - TESE PPGEP 2004..pdf: 16341545 bytes, checksum: 6b12541c4495c47b84602868e8133365 (MD5) Previous issue date: 2004-12-06 / Neste trabalho estudou-se inicialmente a secagem de fatias de goiabas cortadas no sentido polar da fruta, os resultados obtidos mostraram que o produto apresentou alterações desfavoráveis a comercialização, apresentando alteração significativa na cor, escurecimento, como também, na textura das fatias. Numa segunda etapa utilizou-se os processos combinados de leito fixo/leito de jorro e de leito fixo/leito fluidizado para a secagem de pedaços cúbicos de goiaba obtidos do mesocarpo da fruta. Inicialmente, fez-se um estudo fluidodinâmico dos pedaços cúbicos de goiaba em leito de jorro e leito fluidizado o qual mostrou a viabilidade do uso dessas técnicas, embora as propriedades físicas do material após pré-secagem em leito fixo tenham afetado sensivelmente a fluidodinâmica dos leitos, os quais sofreram modificações estruturais. No estudo fluidodinâmico em leito de jorro foram determinadas a velocidade mínima de jorro e a altura máxima capaz de manter o jorro estável. Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com correlações da literatura e mostraram boa concordância. Em leito fluidizado determinou-se a velocidade de mínima fluidização experimental os resultados obtidos apresentaram boa com os determinados através de correlações empíricas. Posteriormente, realizou-se um estudo das propriedades físicas, propriedades térmicas e um estudo do equilíbrio higroscópico dos pedaços cúbicos da fruta. Os resultados encontrados da massa específica e do diâmetro mostraram que estes se enquadram na categoria D, segundo a classificação de Geldart, o que favorece a um jorro e fluidização incipiente. Em relação ao estudo do encolhimento dos cubos observou-se um comportamento linear com o volume par todos os níveis de umidade do produto durante a secagem. Contudo, para umidade de 1,5 em base seca, durante a secagem em leito de jorro, duas regiões bem distintas foram caracterizadas pela mudança na inclinação da curva. Em relação às propriedades térmicas estas apresentaram a mesma tendência, ou seja, aumentando com a elevação da umidade passando por um máximo correspondente ao máximo encontrado na massa específica. No estudo do equilíbrio higroscópico, observou-se que as isotermas, dentro da faixa de temperatura estudada, foram ajustadas ao modelo de Henderson apresentando um ajuste satisfatório, não se observando efeito da temperatura. No estudo da cinética de secagem utilizou-se o modelo difusional para esferas, truncado em quatro termos levando-se em conta o efeito do encolhimento, os resultados obtidos para leito fixo/leito de jorro ajustou bem os dados experimentais. Por outro lado, este modelo não prediz satisfatoriamente o comportamento da secagem em leito fixo/leito fluidizado haja vista o fator encolhimento não ter sido utilizado no modelo. O coeficiente de difusão efetivo para níveis de umidades mais elevados apresentaram a mesma ordem de grandeza para ambos os processos independente da altura do leito. A hipótese de controle difusional externo desprezível foi confirmada a partir do número de Biot de massa que foi muito elevado. O desempenho dos secadores foi realizado a partir da determinação das perdas de vitamina C e da eficiência de energética do processo. Verificou-se que a degradação do ácido ascórbico é mais acentuada em leito de fluidizado. Com relação a eficiência energética valores mais elevados foram encontrados em níveis de umidade mais acentuadas. De maneira geral, podemos afirmar que o sistema combinado de secagem de pedaços cúbicos de goiaba aponta de forma promissora para a produção de um novo produto obtido a partir de uma tecnologia simples, obtendo-se produtos com características adequadas à comercialização. / Initially, the objective of this work was to study the drying of whole guava slices cut in the fruit polar direction. The results pointed out that this process introduced adverse aspects for commercialization, such as significant alteration in color, darkness, and slices texture. Looking for a better product quality, studies on combined process fixed bed/spouted bed and fixed bed/fluidized bed for guava cubic pieces drying were performed in a second step. The guava slices were obtained by cutting the fruit pith in approximately 1cm cubic form. A fluid-dynamic study in spouted bed and fluidized bed showed the feasibility of this technique, although the physical properties of guava cubic pieces after pre-drying in fixed bed affected the fluid-dynamics behavior causing structural alteration. The minimum spouting velocity, the maximum spoutable height and the minimum fluidization velocity as well, were determined and the obtained results showed good agreement with literature correlations. In order to characterize the fruit cubic pieces, the physical properties, thermal properties and hygroscopic equilibrium were determined as a function of the moisture content. The results of density and diameter pointed out that the particles were classified as type D according Geldart. In such situation, one may expect a stable spouting with incipient fluidization. In relation to the study of the shrinking and deformation it was observed a linear volume contraction with the moisture reduction at all levels of product moisture content during drying, together with a rapid rounding of the cube vertices. Spite the linear behavior, two distinct regions, limited by 1,5 (db) moisture content, had been observed during the spouted bed drying, characterized by the change in the curve slope. The thermal properties, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat, were measured as a function of moisture content. All three presented the same trend: it was observed a region of increasing value of the property with the moisture content with a maximum in the region of maximum density. The Henderson model was adjusted to the hygroscopic equilibrium isotherms; the results showed a good fitting and little effect of temperature was observed within the studied temperature range. A diffusional model for spheres was proposed to describe the drying kinetics. The Fick's solution, truncated in four terms of the series and including the shrinking effect, was used in the modeling. The fixed bed/spouted bed experimental data showed a good fitting whereas this model does not satisfactorily predict the drying behavior in the fixed bed/fluidized bed system. The failure in this case is probably due to the shrinking factor was not considered in the model for fixed/fluidized bed. The effective diffusion coefficient for high levels of moisture presented the same order of magnitude for both processes, independent of the bed height. The internal diffusional control hypothesis for the mass transfer was then confirmed by the high mass Biot number, calculated for both processes. The driers performance was evaluated by means of analysis of the vitamin C loss and process energetic efficiency. It was verified that the acid ascorbic degradation is more significant in the fluidized bed, probably due to the instable behavior of this configuration. With regard to the energy efficiency higher values were found for the highest moisture content levels. In general, it is concluded that the combined system fixed/spouted or fixed/fluidized bed drying of guava pieces is an expecting suitable process to obtain a new product by a simple technology, getting products with adequate characteristics to the commercialization.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-03T17:58:58Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ MARIA DA SILVA - TESE PPGEP 2011..pdf: 14954492 bytes, checksum: 65314f6691011ab496ce3aa565991c1a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-03T17:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ MARIA DA SILVA - TESE PPGEP 2011..pdf: 14954492 bytes, checksum: 65314f6691011ab496ce3aa565991c1a (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / O comportamento dinâmico do leito de jorro constituído de partículas deformáveis é de difícil predição devido às mudanças que acontecem durante a secagem desse tipo de material. Forma, tamanho, densidade e inclusive as propriedades térmicas afetam as variáveis fluidodinâmicas e a estabilidade do jorro. Neste trabalho foi estudada a evolução de importantes parâmetros fluidodinâmicos tais como: altura da fonte, altura do leito, variação de pressão, velocidade do ar e circulação de sólidos, durante a secagem de pedaços de goiaba em leito de jorro. No final dos experimentos foi realizado analise de vitamina Cea percentagem de reidratação. Os pedaços de goiaba, com forma inicial cúbica, e dimenções inicial em torno de lcm, foram processados em leito de jorro cônico-cilíndrico com coluna de acrílico de 0,25m de diâmetro e lm de altura e orifício de entrada do ar de 0,05m. Inicialmente os cubos de goiaba foram secados em leito fixo de modo a variar a umidade inicial no leito de jorro entre 0,6 e 1,6 na base seca. A temperatura de entrada do ar variou entre 47,9°C e 62,1°C. Os ensaios foram realizados de acordo com um planejamento experimental 2k mais três pontos centrais e 4 pontos axiais da configuração estrela. Os perfis radiais de taxas de circulação de sólidos foram medidos mediante uma sonda cilíndrica dotada de janelas de coleta de 1,2x2,7 cm. Foi observado que, com a redução da umidade, a circulação de sólidos, a altura da fonte e a velocidade do ar aumentam enquanto que a altura do leito e a variação de pressão diminuem. Os resultados obtidos confirmaram a forte influência na variação das propriedades ao longo do tempo sobre os parâmetros fluidodinâmicos, teor de vitamina C remanescente e percentagem de reidratação. Quanto à qualidade do produto obtido após secagem no leito de jorro foi encontrado que o teor de vitamina C variou entre 97 e 142 mg/g, a umidade ( na base seca) entre 0,19 e 0,37, apresentando de 58% a 68% de percentagem de reidratação. / The dynamic behavior of the spouted bed consisting of deformable particles is difficult to predict due to changes that occur during the drying of such materiais. Shape, size, density and thermal properties including fluid dynamics and variables affecting the stability of the stream. In this work we studied the evolution of important fluid-dynamic parameters: font height, bed height, variation of pressure, air velocity and solids circulation during the drying of guava pieces in spouted bed. At the end of experiments was performed to analyze the percentage of vitamin C and rehydration. The pieces of guava, with a roughly cubicai, and initial size of around lcm, were processed in spouted bed cone-cylindrical acrylic column of 0.25 m in diameter and lm in height and inlet air 0, 05m. The guava pieces were dried in prefíxed bed so as to vary the initial moisture in spouted bed between 0.6 and 1.60 on dry basis. The air inlet temperature ranged between 47.9 C and 62.1 ° C. The tests were performed according to a 2k factorial design plus three central points and 4 axial points of the star configuration. The radial profiles of solids circulation rates were measured by a cylindrical probe equipped with windows to collect 1.2 x2, 7 cm. It was observed that with the reduction of humidity, movement of solids, the font height and velocity of air increases while the height of the bed and the variation of pressure decrease. The results confirmed the strong influence of the variation of properties over time on the fluid-dynamic parameters, vitamin C and the remaining percentage rehydration. Concerning the product quality dried in spouted bed it was found a vitamin C content between 97 and 142 mg/g, moisture (d.b) between 0,19 and 0,37, showing a good rehydration capability in the range 58% to 69%.