El propósito de esta Tesis fue el diseño de pastas libres de gluten (LG), aptas para individuos que padecen la enfermedad celiaca, así como en los métodos de preservación industriales a fin de obtener un producto de óptimas características, de manera tal que se pueda producir y comercializar manteniendo sus atributos de calidad. En una primera etapa se adoptó una formulación básica compuesta por mezcla de almidón y harina de maíz, aceite de girasol, mezclas huevo y clara en polvo, mezcla de gomas (xántica y garrofín) usando un diseño para mezclas, simplex centroide aumentado con restricciones, para evaluar las diferentes las combinaciones de gomas, proteínas y agua El diseño consistió en doce formulaciones. El comportamiento viscoelástico de las formulaciones se estudio mediante ensayos oscilatorios y se evaluó extensibilidad de pastas frescas. Los resultados obtenidos, analizados por superficie de respuesta (MSR) mostraron que la fuerza de ruptura aumentaba con el aumento de hidrocoloides y de proteína, y en cuanto a la deformación en la ruptura aumentaba a concentraciones bajas de proteína y agua. La composición óptima correspondió a la formulación que contenía la cantidad mínima posible de agua y el mayor contendido de gomas. Las masas presentaron una respuesta predominantemente elástica, correspondiente a una red estructural tipo “gel débil”. La mayor concentración de la mezcla de hidrocoloides aumentó ambos módulos. Los resultados experimentales se ajustaron muy satisfactoriamente al modelo de Baumgaertel-Schausberger-Winter generalizado (BSW). Se encontró una correlación entre los módulos de almacenamiento y pérdida (G’ y G’’) con la máxima fuerza de ruptura. En el ensayo de calorimetría diferencial de barrido modulado, se observó, en las distintas formulaciones, a partir de los 65ºC una segunda endoterma bifásica. La gelatinización del almidón de todas las formulaciones de pastas libres de gluten ensayadas mostró temperaturas de inicio (To) entre 67.1 ºC y 69.2 ºC, temperaturas del primer pico (Tp) 75.1 ºC a 78.2 ºC, y las temperatura de conclusión (Tc) 81.9 ºC a 88.1 ºC, y el rango de gelatinización varió entre 14,0 ºC y 18,9 ºC. Cuando el contenido de agua congelable de la masa se redujo progresivamente, las endotermas se desplazaron a temperaturas más altas. Se encontró una relación lineal entre la temperatura máxima del pico de gelatinización y contenido de agua congelada. Mediante la MSR el agua no congelada mostró una funcionalidad tipo “silla de montar” al igual que temperatura del pico de fusión de agua, implicando interacciones entre los componentes. Las temperaturas de transición vítrea (Tg) del sistema congelado para todas las formulaciones fueron alrededor de los -26 ºC. A partir de la formulación optimizada de masa fresca, se procedió a evaluar la masa cocida en términos de propiedades de cocción. Se empleó un diseño bifactorial se mantuvo constante el contenido de gomas y los factores estudiados fueron el contenido de agua y de proteínas. Se utilizaron los métodos estandarizados por la American Association for Clinical Chemistry (AACC 1999): ensayos de pruebas de tiempo de cocción (método 66-50, AACC)), pérdidas en la cocción (método 66-50, AACC)), aumento de volumen (calibre digital electrónico, Schwyz), absorción de agua y color (método 14-22, AACC). En la determinación de materia orgánica total perdida en el líquido de cocción (TOM) se utilizó una modificación al método de D'Egidio y col. (1982). Se estableció que el tiempo de cocción fue de 10 minutos. La luminosidad presentó valores mayores de 70, y disminuyó al aplicarse el proceso de cocción por inmersión; al igual que el índice cromático b* mostrando valores por debajo de +30. Se evidenció que el agua absorbida durante la cocción mostró un incremento a mayor contenido de proteínas. Los valores de TOM al igual que los valores de pérdidas por cocción estuvieron dentro del rango de muy buena calidad para fideos de trigo; a su vez fueron influenciados por la composición de la pasta LG. Las variables de texturales (fuerza de corte, dureza, elasticidad, adhesividad, cohesividad, masticabilidad, resiliencia) de las pastas cocidas, fueron influencias por la composición La formulación optimizada corresponde a un 35.96% de agua y 6.6% de proteína. Todas las masas cocidas mostraron un comportamiento tipo gel, con el módulo de almacenamiento siempre mayor que el módulo de pérdida, y con una ligera dependencia de los mismos con la frecuencia. El módulo plateau diminuyó al incrementarse el tiempo de cocción. Las características de los espectros normalizados de las masas crudas fueron diferentes de las muestras cocidas. El estudio de la microestructura mostró que la estructura general de las masas está contenida por una red continua formada por los hidrocoloides y proteínas donde los gránulos de almidón de maíz hinchados se ordenaron de manera aleatoria dentro de esta matriz. Las curvas de absorción de agua en función del tiempo de cocción fueron modeladas exitosamente con una ecuación potencial propuesta y mostraron que existe una dependencia de la velocidad de absorción de agua con la composición de la masa. Por último se estudió el proceso de secado de pasta LG a partir de la formulación predicha en la etapa anterior. Se determinaron experimentalmente las isotermas de sorción de los fideos LG a 25 y 40 °C, aplicando distintas ecuaciones propuestas en la literatura para su modelización. Los resultados experimentales se ajustaron a modelos adecuados siendo el modelo Oswin es el que mejor ajustó a la medida experimental y se calcularon las humedades de equilibrio de los fideos LG en función de la humedad relativa del aire y la temperatura. Las condiciones de secado estudiadas fueron 30 y 50°C y 40 y 80% humedades relativas del aire (HR), modelando matemáticamente el proceso. Finalmente, a partir del estudio de los parámetros de calidad de pastas LG secadas se establecieron las condiciones óptimas del proceso para obtener pastas secas LG, no quebradizas, y de buena calidad una vez cocidas. A partir de las curvas obtenidas para los fideos libres de gluten se observó que la mayor parte del proceso transcurre dentro del período de velocidad decreciente y el tiempo experimental de secado necesario para que los fideos LG alcancen la humedad de 0.13 g de agua/g de masa seca varió entre los 140 y 560 minutos. Las curvas de secado se ajustaron al modelo difusional propuesto para una geometría lámina infinita y tiempos largos. Los coeficientes de difusión (DL) aparente obtenidos se encontraron dentro del rango correspondiente a la mayoría de los alimentos. Los fideos LG independientemente de la condición de secado presentaron una superficie rugosa, además se evidenciaron pequeñas grietas en la superficie. Los fideos LG secos que presentaron menor esfuerzo de fractura los secados 30°C y 80% HR, mientra que la deformación aparente calculada fue mayor 50°C y 40% HR. El tiempo óptimo de cocción mostró un aumento con respeto al tiempo óptimo de cocción de los fideos LG frescos. Los fideos secados a 40% HR de secado que presentaron mayores valores de aumento de volumen y a 80% HR el aumento de volumen disminuyó. La pérdida por cocción, estuvieron en un rango de 6.87 y 9.57%, la humedad de secado fue la mas influyente. Los valores de materia orgánica total (TOM) para los fideos LG secos fueron inferiores a 1.52%, el mayor valor lo presentaron los fideos LG que fueron sometidos a 30°C y 40% HR. Los parámetros de color fueron influenciaos por las condiciones de secado, los valores de luminosidad estuvieron en el rango de 78-80 mientras que para los fideos LG secos cocidos diminuyeron a un rango de 70-72, indicando pastas claras. La cocción de los fideos LG secos provocó un aumento significativo del valor de a* de 1.5-2 a 3.3-4.2 en todas las condiciones de secado, al igual que b* donde los valores aumentaron de 22.1-22.8 a 23.9-24. El proceso de secado influyó en las propiedades de textura, (fuerza de corte, dureza, elasticidad, adhesividad, cohesividad, masticabilidad, resiliencia). Las condiciones analizadas produjeron fideos LG secos que luego de la cocción presentaron características de calidad similares a un buen fideo de trigo. El análisis sensorial los consumidores no detectaron diferencias significativas (P>0.05) en todos los parámetros sensoriales estudiados (apariencia, textura, sabor, color, la aceptabilidad global) entre fideos LG y fideos LG comercial, y no existió preferencia por ninguna de las muestras ensayadas.

CIRINO, M. A. G. Estudo de pastas de cimento Portland com adições de cinzas de carvão mineral para uso na cimentação de poços de petróleo. 2016. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-05-05T10:35:32Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_magcirino.pdf: 2721304 bytes, checksum: 521ffe6b0a7f651032e4dfeb74f9bebc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-16T17:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_magcirino.pdf: 2721304 bytes, checksum: 521ffe6b0a7f651032e4dfeb74f9bebc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T17:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_magcirino.pdf: 2721304 bytes, checksum: 521ffe6b0a7f651032e4dfeb74f9bebc (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Among the Portland cements used for the cementing of oil wells in Brazil, the CPP Class G and the Special Class CPP stand out. These have more factory control, logistical and production costs than ordinary cements. The formulated pastes, with cements for civil construction, do not meet the normative requirements of the Brazilian Institute for regulamentation NBR 9831/2006, especially regarding the compressive strength. In order to improve the compressive strength properties of the pulps, it is necessary to modify its microstructure. For this purpose, it is possible to make use of mineral additives, such as the ash from mineral coal combustion, which in the state of Ceará is abundant as a residue from the Pecém thermoelectric plants, becoming an environmental liability and an economic problem for companies. The aim of this research is to study the feasibility of using CPII F 32 and CP V cements, with lower production and distribution costs than cements for oil wells, with partial replacement of cements by two types of mineral coal ashes CV1 (gray ash) and CV2 (light gray), in the proportions of 0% (paste without additions), 5% and 10% by mass of the cement, for application in well cementing with pulps formulated with density of 14.5 lb / gal (1.737 g / cm 3). In order to evaluate the formulated pastes, mineral cements and ashes were characterized in terms of chemical, physical and microstructural aspects, as well as formulated pastes for physic-chemical requirements and technological API tests (consistometry, free water content, (NBR 9831 (2006) and API SPEC 10A (2002)), In addition to evaluate the evolution of the compressive strength at the ages of 24 hours, 7 days and 28 days at the curing temperature of 38 ° C. It is concluded that the formulated pastes presented good results in terms of free water content, consistometry and compressive strength with 8 hours of curing, besides developing good compressive strength at 28 days, with results close to or higher than the pastes formulated with the cements Portland CPP grade G and Special Grade CPP, at a pulp density of 14.5 lb / gal, when compared to similar searches. The results allow the feasibility of the use of pulps formulated for application in shallow oil wells, especially for the CPV10CV2 pulp, with better results for API technological tests / Dentre os cimentos Portland utilizados para a cimentação de poços de petróleo no Brasil, destacam-se o CPP Classe G e o CPP Classe Especial. Os quais possuem maior controle fabril, custos logísticos e de produção do que os cimentos comuns. As pastas formuladas, com cimentos para construção civil, não atendem aos requisitos normativos da NBR 9831/2006, sobretudo quanto à resistência à compressão. Para se melhorar as propriedades de resistência à compressão das pastas se faz necessário modificar sua microestrutura, para tal, pode-se fazer uso de adições minerais, como as cinzas da combustão de carvão mineral que no estado de Ceará encontra-se em abundância como resíduo industrial proveniente das termelétricas do Pecém, tornando-se um passivo ambiental e um problema econômico para as empresas. Assim, esta pesquisa tem como objetivo o estudo da viabilidade de utilização dos cimentos CPII F 32 e CP V, com menor custo de produção e distribuição do que os cimentos para poços de petróleo, com substituição parcial dos cimentos por dois tipos de cinzas de carvão mineral, CV1 (cinza de fundo) e CV2 (cinza leve), nas proporções de 0% (pastas sem adições), 5% e 10% em massa do cimento, para aplicação em cimentação de poços de petróleo com pastas formuladas com densidade de 14,5 lb/gal (1,737 g/cm³). Para se avaliar as pastas formuladas, inicialmente caracterizou-se os cimentos e as cinzas de carvão mineral quanto aos aspectos químicos, físicos e microestruturais, e as pastas formuladas quanto aos requisitos físico–químicos e ensaios tecnológicos API (consistometria, teor de água livre, resistência à compressão na idade de 8 horas), baseadas na NBR 9831 (2006) e API SPEC 10A (2002), além de avaliar a evolução da resistência à compressão nas idades de 24 horas, 7 dias e 28 dias à temperatura de cura de 38°C. Conclui-se que as pastas formuladas apresentaram bons resultados quanto ao teor de água livre, consistometria e resistência à compressão com 8 horas de cura, além de desenvolver boa resistência à compressão aos 28 dias, com resultados próximos ou superiores às pastas formuladas com os cimentos Portland CPP classe G e CPP Classe Especial, para a uma densidade de pasta de 14,5 lb/gal, quando comparados com pesquisas semelhantes. Os resultados possibilitam a viabilidade do uso das pastas formuladas para aplicação em cimentação de poços de petróleo rasos, sobretudo para a pasta CPV10CV2, com melhores resultados paras os ensaios tecnológicos API

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCFF.pdf: 733076 bytes, checksum: 0c236fab015f2a733e1fe8bfdb929ba2 (MD5) Previous issue date: 2005-03-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / One of the most intensive uses of energy in industry is due to drying. After drying, the dry material becomes easy to transport, to storage, and to conserve for a long period of time. In this context, the aim of this work was to analyze the energy efficiency of a Spouted Bed in the drying of pastes in order to establish optimal conditions of operation and to propose modifications in the process to improve its energy efficiency. To issue these analyses, a mathematical model was derived which includes mass balance equations and energy balance equations for both the dryer and the inlet gas heater. The drying rate was quantified by the difference between the content of water in the feed flow rate of paste and the content of water in the exit dry solid. The mathematical model was implemented using MatLab programming language. The results obtained in both steady and dynamic simulations were compared with experimental data, showing that the model represents the process quite well for the operational conditions considered. Simulations were accomplished to analyze the behavior of the energy efficiency from disturbances in the feed flow rate of paste ( e F ), in the feed flow rate of gas ( g V ), composed by air and vapor of water, and in the power supplied to the inlet gas heater ( Pot ). Pinch Analysis was also performed to the system, which suggested some modifications in the process in order to improve its energy efficiency. The energy efficiency was quantified by the ratio between the necessary energy to evaporate the water and the sum of the necessary energy to blow and heat the inlet gas. The simulations showed that the energy efficiency so far used is improved by increasing the feed flow rate of paste, by decreasing both the power supplied to the inlet gas heater and the power supplied to the blower. It was observed that the increase in the temperature of the feed flow rate of paste showed a small effect in the energy efficiency. / A secagem é uma das operações que mais consomem energia na indústria. Sua importância está na facilidade de transporte, armazenamento e conservação do material seco. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar a eficiência energética da secagem de pastas em Leito de jorro, estabelecer condições ótimas de operação e propor modificações no processo a fim de melhorar sua eficiência energética. O modelo do processo de secagem analisado é composto por balanços de energia no aquecedor e no leito de jorro, balanços de massa por componente e global nas fases sólida e gasosa. A taxa de secagem foi quantificada pela diferença entre a água presente na pasta e a água presente no sólido. O modelo foi implementado em linguagem MatLab. Os resultados obtidos na simulação em estado estacionário e em regime dinâmico foram comparados com dados experimentais indicando que o modelo representa bem o processo. Foram realizadas simulações para analisar o comportamento da eficiência energética frente a variações na vazão mássica de alimentação de pasta (Fe), na vazão volumétrica de gás (Vg) composto por ar e vapor de água e na potência de aquecimento do aquecedor (Pot). Com o intuito de propor modificações no processo a Análise Pinch foi aplicada ao sistema sugerindo alguns artifícios para melhorar a eficiência energética. A eficiência energética foi quantificada pela razão entre a energia necessária para evaporar a água e a soma das energias necessárias para movimentar e aquecer o ar As simulações mostraram que a eficiência energética é favorecida pelo aumento na vazão de pasta, pela diminuição nas potências de aquecimento e do soprador. Observou-se também que o aumento na temperatura de entrada da pasta não tem influência sobre a eficiência energética.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMSB.pdf: 1062102 bytes, checksum: 27907a1d7ce15f71f0846c6655982b70 (MD5) Previous issue date: 2006-08-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / This research study presents an investigation to quantify the stability of spouting regimes (by pressure fluctuations) and particle segregation level in conical spouted beds operated with a variety of particle combinations with uniform size or size distribution. In the presence of glycerol, a study on the effect of interparticle forces in the conical spouted bed fluid dynamics behavior with inert particle mixtures was also employed. Data show that, at a standard deviation from pressure signals of 50 Pa, in beds composed of inert particle of uniform size or size distribution stable spouting regime can be achieved. Moreover, the analysis of segregation indexes revealed that particle segregation becomes less pronounced as dpL/dpS is reduced from 2.85 to 1.98 and bed height is increased from 0.105 to 0.195 m. When glycerol is added into the bed, the results show that the dimensionless minimum spouting velocity (vmj/vmj0) does not change significantly with increase in glycerol concentration for the reference mixture. However, for all other mixtures of dpL/dpS > 1.98 employed, vmj/vmj0 increases with increase in the glycerol concentration into the bed, and this increase is more pronounced for flat and binary mixtures. The dimensionless of minimum spouting pressure drop (∆Pmj/∆Pmj0) decreases with increase in the glycerol concentration for all mixtures used. The application of a theoretical analysis, predicting the interparticle forces, shows that the change in minimum spouting condition as glycerol concentration increases can be explained by the magnitude of these forces. / Nesta pesquisa foi realizada a investigação da estabilidade do regime de jorro por flutuações de pressão e dos níveis de segregação no leito operando com uma variedade de combinações de partículas que apresentam tamanhos uniformes ou distribuição de tamanhos. Também, em presença de glicerol, foi realizado um estudo sobre o efeito das forças interpartículas no comportamento fluidodinâmico do leito de jorro com misturas de tamanhos de partículas. Os dados mostram que com um desvio padrão de 50 Pa o regime de jorro estável pode ser atingido para os leitos com partículas de tamanho uniforme ou com misturas de tamanhos. Além disso, a segregação de partículas torna-se menos pronunciada à medida que a razão dpL/dpS é reduzida de 2,85 para 1,98 e a altura de leito é aumentada de 0,105 para 0,195 m. Para o leito com glicerol, os resultados mostram que para as partículas de referência de composição B a velocidade de mínimo jorro (vmj) não varia significativamente com o aumento da concentração de glicerol. Porém, para as outras misturas de composição B empregadas, vmj aumenta com o aumento na concentração de glicerol no leito somente para misturas com razão dpL/dpS > 1,98, sendo que este aumento é mais pronunciado para as misturas plana e binária. Para todas as misturas estudadas a queda de pressão no leito (∆Pmj) diminui com o aumento da concentração de glicerol. A aplicação de uma formulação teórica para estimar as forças coesivas, resultantes das pontes líquidas estabelecidas entre as partículas do leito, demonstra que as variações nas condições de mínimo jorro decorrentes do aumento na concentração de glicerol podem ser previstas pela ordem de grandeza destas forças.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2302.pdf: 2008314 bytes, checksum: f3ade80a56415270dc78bfbd99be5be0 (MD5) Previous issue date: 2009-03-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this Doctoral Thesis was to analyse the fluidynamics and the heat and mass transfer of paste drying in a spouted bed under transient operation and to obtain detailed experimental data on the disturbed response of the system due to the presence of the liquid phase. This work also comprises the application of a CST model to predict temperature and moisture profiles in both the gas and solid phases. The paste-like matter employed in the experiments was distilled water, wastewater sludge, skim milk, homogenized whole egg and calcium carbonate. For each one of these pastes, experiments were done in two different spouted bed configurations (full and half column bed) operating with different feed rates, under inlet spout air flow rate at 15 and 30 % above the minimum spouting velocity and temperatures of 80 and 100 °C. In the full column spouted bed, measurements of inlet air flow rate variations, pressure drop, inlet air temperature, particle bed temperature at three axial positions in the annulus, outlet air temperature, dry and wet bulb temperatures at the cyclone exhaust and moisture content of powder and paste coat of inert particles were done. For the half column spouted bed, measurements of inlet air flow rate variations, pressure drop, inlet and outlet air temperature, dry and wet bulb temperatures at the cyclone exhaust, particles velocities in the annulus, spout and fountain, spout channel shape and dimensions and fountain high were done. The results obtained showed that the transient operation analysis was adequate and encouraging as a means to obtain further information on the drying process in spouted bed. Among the main results of this work is the important finding that the time required for the spouted bed to reach steady state may largely vary depending on the feed flow rate and spouting characteristics. The fluidynamics analysis showed that spouting characteristics may significantly change, indicating system instability, depending on the type of paste and the concentration and flow rate of the feed. As far as the CST model is concerned, it was seen that experimental data and predicted values were in good agreement, although the drying kinetic equation was highly dependent on paste concentration and density. / O objetivo desta tese de doutorado foi realizar uma análise do comportamento fluidodinâmico, térmico e de massa da secagem de pastas em leito de jorro em regime transiente, visando obeter dados experimentais detalhados do sistema, em resposta à perturbação causada pele presença do meio líquido. Também foi avaliada neste trabalho a aplicação de um modelo CST para a estimativa dos perfis de temperatura e umidade das fases gás e sólida. As pastas utilizadas neste estudo foram água destilada, lodo de esgoto, leite desnatado, ovo de galinha integral homogeneizado e carbonato de cálcio. Para estas pastas foram conduzidos experimentos de secagem em duas configurações de leito de jorro (uma coluna cheia e uma meia coluna) operando com diferentes vazões de alimentação e sob condições de velocidade do ar na entrada de 15 e 30 % acima da velocidade de mínimo jorro e em dois níveis de temperatura, 80 e 100 °C. No leito de jorro de coluna cheia foram determinadas as variações na velocidade do ar de entrada, queda de pressão do leito, temperatura do ar de entrada, temperatura do leito de partículas em três posições axiais da região anular, temperatura do ar de saída, temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido na saída do ciclone, umidade do pó produzido e umidade do recobrimento formado nas partículas inertes. Já no leito de jorro em meia coluna foram determinadas as variações na velocidade do ar de entrada, queda de pressão do leito, temperatura do ar de entrada, temperatura do ar de saída, temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido na saída do ciclone, velocidade das partículas nas regiões anular, jorro e fonte, forma e dimensão do canal de jorro e altura da fonte. As informações obtidas no desenvolvimento deste trabalho mostraram que a análise do regime transiente é uma técnica adequada e promissora na obtenção de novas informações para o entendimento da secagem de pastas em leito de jorro. Dentre os principais resultados obtidos destaca-se que o tempo necessário para o leito de jorro alcançar o regime permanente pode variar expressivamente dependendo da vazão de alimentação de pasta e da condição de jorro aplicada. Na análise fluidodinâmica foi constatado que dependendo do tipo de pasta, concentração e vazão de alimentação o regime de jorro pode sofrer modificações significativas, indicando a instabilidade do sistema. Na avaliação do modelo CST, verificou-se que esse apresentou resultados satisfatórios quando comparados aos dados experimentais obtidos. Contudo, a expressão proposta para descrever a taxa de secagem mostrou-se ser fortemente dependente da concentração e densidade da pasta aplicada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6629.pdf: 3375730 bytes, checksum: 54f313bfb4ec2a792568f4d1ff246fc9 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / The direct control of the product moisture content in dryers would be more interesting. However, as it happens with other processes, it is a concentration control, which is commonly dependent on slow or expensive procedures for industrial purposes. One way to reduce these costs is by using other sensors, whose response is faster, which have a lower cost and which can supply the required information for a physical-mathematical model which represents the process. In this context, the aim of this work was to use a virtual sensor for the online measurement of the moisture of the powder produced on a spouted bed used for drying of pastes. In order to do so, firstly water evaporation and whole milk drying experiments were carried out, for the determination of the dynamic behavior of the analyzed drying process. Afterwards, a hybrid CST/neural model was satisfactorily fit to experimental data for posterior use as a part of the virtual sensor. The sensor was able to estimate the powder moisture content, even when the dryer was submitted to open-loop disturbances. The virtual sensor was then used as a part of a simulated inferential controller for the powder moisture content. A classic PI controller was used. The controlled variable was the powder moisture content (inferred by the hybrid neural model) and the manipulated variables were those related to heat transfer. Two similar situations were simulated: one which uses the air inlet temperature as the manipulated variable and other which uses the heating rate as the manipulated variable, the latter being the manipulated variable in the real dryer. In these simulations, the dryer was submitted to simulated set point tracking (servo controller) and disturbance rejection (regulatory controller). Both simulations resulted on good closed-loop performances, without offsets, overshoots or oscillations, attaining to the set point condition within a short time interval. / Do ponto de vista do controle do processo, seria mais interessante controlar diretamente a umidade do produto seco em processos de secagem. Entretanto, trata-se de um controle de concentração, que comumente depende de procedimentos lentos ou de alto custo. Uma forma de reduzir estes custos é utilizar outros sensores, cuja resposta seja mais rápida, que tenham menor custo e que possam fornecer informações necessárias a um modelo físicomatemático que represente o processo. Neste sentido, objetivou-se neste trabalho o uso de um sensor virtual para a medição online da umidade do pó produzido em um leito de jorro utilizado para a secagem de pastas. Para o cumprimento deste objetivo, primeiramente foram feitos experimentos de evaporação de água e de secagem de leite bovino integral em malha aberta, para que se determinasse o comportamento dinâmico do processo de secagem analisado. Posteriormente, foi satisfatoriamente ajustado um modelo híbrido CST/neural para a secagem de leite bovino integral, para ser utilizado como parte do sensor virtual. O sensor foi capaz de estimar a umidade do pó produzido pelo secador, mesmo quando este foi submetido a diferentes perturbações em malha aberta. Utilizou-se então o sensor como parte de um controlador inferencial simulado da umidade do pó. Foi utilizado um controle PI clássico, que utiliza a umidade do pó (inferida pelo modelo híbrido neural) como variável controlada e, como variáveis manipuladas, aquelas relacionadas à transferência de calor. Foram simuladas duas situações similares de controle: uma que utiliza a temperatura do ar na entrada do secador como variável manipulada e outra que utiliza a potência dissipada no aquecedor do ar como variável manipulada; sendo que esta corresponde à variável manipulada no equipamento real. Nestas simulações, o secador foi submetido a mudanças simuladas de ponto operacional (controle servo) e a perturbações sobre variáveis de processo (regulatório). Ambas as simulações resultaram em uma boa resposta em malha fechada, sem a formação de desvio permanente, sobre-elevações ou oscilações, atingindo o novo regime permanente em um intervalo de tempo relativamente curto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRVD.pdf: 1325863 bytes, checksum: 91591a72315d2aaffd6fb3ececca45d4 (MD5) Previous issue date: 2002-04-18 / Vibrofluidized beds with inert particles are often used for drying pastes in a laboratory scale. Aiming to contribute to the study of paste drying in such beds, the main purpose of this work is to analyze fluid dynamic behavior of fluidized and vibrofluidized beds as a function of parameters such as the inert particle diameter, the bed temperature, the vibrational parameter and the liquid saturation rate in the bed (defined as the quotient volume of liquid/volume of particles). Curves of pressure drop fluctuations as a function of time were obtained for the tri-phase system and the effect of those parameters on the mixture minimum velocity (as proposed by Gupta and Mujumdar, 1980a) were also analyzed. As liquid phase was employed glycerol, which have been fed into the bed in a batch mode. Glycerol was chosen because it suffers practically no evaporation at the experimental conditions. As inert particles were employed glass spheres in group D of Geldart´s classification. The vibrofluidized bed was of galvanized steel, with square-cross section of 0.20x1.10 m and height of 0.20 m. Pressure drop data and superficial air velocity data were collected by pressure transducers connected to an acquisition data system. The data were collected for vibrational ranges from 0.00 to 1.50; mean particle diameters of 1.095x10-3, 1.545x10-3 e 1,850x10-3 m; bed temperatures of 40, 50 and 60 oC and saturation rates from 0.0000 to 0.0040. The results indicate that the bed temperature does not affect significantly the pressure drop curves behavior. The vibrational parameter also shows little influence on pressure drop versus air velocity curves, excepting in the transition between fluidized and vibrofluidized beds. On the other hand, the pressure drop curves behavior is strongly affected by the increasing of the liquid saturation rate and by variation of particle diameter. Analysis of standard deviation of pressure drop fluctuations shows that for conditions which are typical of a fixed bed, the standard deviations are very small and almost independent on every parameter investigated. At fluidized bed conditions, these standard deviations are significant, particularly at the greatest air velocities. It was observed that they increase a lot in the presence of vibration, even at fixed bed conditions. Besides providing additional information on the bed fluid dynamic behavior, the curves of standard deviation of pressure drop fluctuations are also useful to identify the beginning of particle displacement into the bed due to vibration. It was observed that the methodology applied to identify the minimum fluidization velocity did not provide good results, but it worked well to identify the mixture minimum velocity as defined by Gupta and Mujundar (1980a). For the conditions investigated, the mixture minimum velocity is strongly affected by the liquid saturation rate and by the particle diameter, while both the bed temperature and the vibrational parameter show little influence on it. / Os leitos vibrofluidizados vêm sendo utilizados em escala de laboratório para a secagem de pastas utilizando partículas inertes como meio para fluidização. A fim de contribuir para essa aplicação, o objetivo principal deste trabalho é analisar o comportamento fluidodinâmico dos leitos vibrofluidizado e fluidizado em função do diâmetro das partículas inertes, da temperatura no leito, do parâmetro vibracional e do grau de saturação de líquido (volume de líquido/volume de partículas). De forma complementar, objetiva-se também o estudo das curvas de desvio padrão da queda de pressão para o sistema trifásico e a análise da influência dos parâmetros sobre a velocidade mínima de mistura na forma proposta por Gupta e Mujumdar (1980a). Como líquido utilizou-se o glicerol por este praticamente não evaporar nas condições de trabalho, o qual foi alimentado em batelada, e como inertes foram utilizadas partículas de vidro classificadas no grupo D de Geldart. O equipamento utilizado foi um leito vibrofluidizado de seção retangular com 0,20 m de comprimento, 0,10 m de largura e 0,30 m de altura, construído em aço carbono galvanizado. Os dados de queda de pressão e de velocidade superficial de ar foram obtidos através de transdutores de pressão ligados em um sistema computadorizado de aquisição de dados. As análises foram feitas para intervalo de parâmetro vibracional entre 0,00 e 1,50; diâmetros médios de partículas de 1,095x10-3, 1,545x10-3 e 1,850x10-3 m, temperaturas de 40, 50 e 60 ºC e intervalo de saturação de glicerol entre 0,0000 e 0,0040. Na análise da fluidodinâmica, verificou-se que a temperatura praticamente não influenciou o comportamento da queda de pressão e com exceção da transição entre o leito fluidizado e o vibrofluidizado, a intensidade de vibração também não tornou significativa as variações da queda de pressão. Já o aumento do grau de saturação de líquido, tanto quanto a variação do diâmetro das partículas, tiveram grande influência sobre o comportamento das curvas características principalmente em relação à queda de pressão no leito. Na análise do desvio padrão da queda de pressão verificou-se que, quando o leito está na região de leito fixo ou totalmente aglomerado, o desvio padrão apresentado foi muito pequeno e praticamente independe dos parâmetros de ensaio. Quando o leito está na região de leito fluidizado o desvio padrão foi significativo, principalmente a altas velocidades de ar e foi bastante intensificado em presença de vibração, inclusive na região de leito fixo. As curvas obtidas de desvio padrão, além de fornecer informações adicionais sobre o comportamento fluidodinâmico do leito, também pode auxiliar na determinação do momento em que se inicia a movimentação das partículas no leito. Verificou-se que a metodologia utilizada para a obtenção da velocidade mínima de fluidização não apresentou resultados coerentes fisicamente, situação que foi satisfeita pela velocidade mínima de mistura da forma como foi definida por Gupta e Mujumdar (1980a). Pôde-se verificar que a temperatura praticamente não influenciou a velocidade mínima de mistura e a intensidade de vibração teve pouca influência sobre este parâmetro nas condições deste trabalho. Já o efeito da quantidade de líquido adicionado no leito e o tamanho das partículas tiveram influência considerável sobre este parâmetro.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-22T15:10:01Z No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-27T19:21:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T19:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / Pastas de cimento utilizadas em opera??es de cimenta??o de po?os petrol?feros s?o preparadas conforme as caracter?sticas especificas de cada po?o. As propriedades f?sicas requeridas para cada formula??o de pasta dependem das condi??es de temperatura e press?o do po?o a ser cimentado. As propriedades reol?gicas das pastas s?o par?metros de importante controle para a efici?ncia no deslocamento e posicionamento da pasta durante a opera??o de cimenta??o. Um dos principais tipos de aditivo utilizado para a adequa??o das propriedades reol?gicas das pastas de cimento ? o aditivo dispersante. O presente trabalho tem como objetivo estudar, a influ?ncia da varia??o do tempo de adi??o do policarboxilato (0, 5, 10 e 15 minutos) em pastas de cimento, considerando os per?odos iniciais de hidrata??o das part?culas de cimento como ponto fundamental para uma melhor atua??o do aditivo dispersante. Foram preparadas pastas com densidade fixada em 15,6 lb/gal (1,87 g/cm3) e concentra??es de policarboxilato variando entre 0,01 gpc at? 0,05 gpc, a temperatura de circula??o (BHCT) de 51?C e temperatura est?tica (BHST) de 76? C. As pastas foram caracterizadas a partir de ensaios reol?gicos, volume de filtrado, tempo de espessamento e resist?ncia ? compress?o para formula??es. Foram tamb?m realizados ensaios de Difra??o de raios-X (DRX) e Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV). Os resultados mostraram que a adi??o do policaboxilato ap?s 15 minutos reduziu em 70 % os valores dos par?metros reol?gicos. De acordo com resultados de DRX e MEV, a adi??o do dispersante, ap?s 15 minutos, n?o influenciou as rea??es qu?micas e a consequente forma??o dos produtos de hidrata??o do cimento. / Cement pastes used in cementing oil wells operations are prepared according to the specific characteristics of each well. The physical properties requested for each folder formulation depend on the temperature and pressure of the well to be cemented. The rheological properties of the pulp are important control parameter for efficiency in transportation and positioning the folder during the cementing operation. One of the main types of additive used for the adjustment of rheological properties of cement pastes is the dispersant additive. This work aims to study the influence of variation of the time of addition of the polycarboxylate (0, 5, 10 and 15 minutes) in cement pastes, considering the initial periods of hydration of cement particles as fundamental point for better performance dispersant additive. Pastes were prepared with a density set at 15.6 lb/gal (1.87 g/cm3) and polycarboxylate concentrations ranging from 0.01 gpc to 0.05 gpc circulation temperature (BHCT) of 51?C and static temperature (BHST) of 76 C. The pastes were characterized from a rheological measurements, volume filtered, thickening time and resistance to compression formulations. Also were carried out tests Diffraction X-ray (XRD) and Scanning Electron Microscopy (MEV). The results showed that the addition of policaboxilato after 15 minutes decreased by 70% the values of rheological parameters. According to results of DRX and MEV, the addition of dispersant after 15 minutes did not affect the chemical reactions and subsequent formation of cement hydration products. A study of the economic feasibility to realize the financial benefits of the technique, which can be seen only with the use of the technique in this work to reduce the cost of production of cement paste was carried out, can get up to $ 1015.00 for each folder 100 barrels produced with said formulations.

Orientador: Ahmed Attia El-Dash / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:21:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nabeshima_ElizabethHarumi_D.pdf: 3097984 bytes, checksum: 77e08e594e028d38f49a3e8469958214 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta pesquisa consistiu em apresentar uma alternativa de utilização da farinha de arroz através da modificação química (fosfatação ou acetilação), agregando-lhe valor e possibilitando ampliar sua utilização como ingrediente alimentício, especialmente na produção de massas alimentícias instantâneas sem glúten. Inicialmente a farinha de arroz foi modificada quimicamente, sendo acetilada ou fosfatada, utilizando-se anidrido acético (0,465; 1,500; 4,000; 6,500 e 7,535g/100g farinha) ou oxicloreto de fósforo (0,018; 0,030; 0,059; 0,088 e 0,100g/100g farinha), respectivamente. Observou-se que a adição de grupos químicos modificou as propriedades de viscosidade, propriedades térmicas e características dos géis. As farinhas modificadas obtidas em diferentes graus de substituição foram utilizadas na formulação das massas alimentícias, misturada com farinha de arroz nativa, 0,5% de emulsificante (estearoil lactil lactato de sódio), água para obter 23% de umidade final e a seguir submetida ao processo de extrusão termoplástica (Brabender de rosca única). Foi utilizada a Metodologia de Superfície de Resposta do tipo composto central rotacional de 2a ordem, para estudar os efeitos físicos, de cozimento da massa alimentícia, de textura e de propriedades de pasta das variáveis independentes. Numa primeira etapa foram estudados teores de anidrido acético utilizados no preparo das farinhas de arroz acetiladas e temperaturas da penúltima zona do extrusor (84; 90; 105; 120 e 126°C) e numa segunda etapa, teores de oxicloreto de fósforo utilizado na formulação de farinhas de arroz fosfatadas e as mesmas condições de temperatura da 2a zona do extrusor citada acima. Observou-se que a combinação de farinha de arroz acetilada e utilização de temperaturas de extrusão menores que 120°C no preparo de massas alimentícias resultaram na diminuição do índice de solubilidade em água (ISA) e das propriedades de cor (valor a e b). A perda de sólidos aumentou com o aumento das duas variáveis, sendo que o maior valor obtido (8,89%) foi ainda considerado aceitável. A elasticidade sofreu influência somente da temperatura, onde o seu aumento provocou valores baixos desta propriedade. Na segunda etapa, usando farinha de arroz fosfatada para produção de massas alimentícias, a temperatura de extrusão afetou principalmente o índice de absorção de água (IAA), o índice de solubilidade em água (ISA) e as propriedades de viscosidade. As concentrações de oxicloreto de fósforo na farinha modificada tiveram maior influência sobre as propriedades de cozimento e de textura. A combinação dessas variáveis, nas condições utilizadas, resultou na diminuição do IAA e do peso das massas cozidas e aumento da adesividade e do tempo de cozimento. As massas alimentícias apresentaram tempos de cozimento entre 3,40 a 5,30 minutos / Abstract: This research consisted to present an alternative use to rice flour modified chemically (phosphatation or acetylation), adding value and increasing its use as food ingredient, specially in gluten free instant pasta production. The rice flour was modified chemically, being acetylated or phosphated, using acetic anhydride (0.465; 1.500; 4.000; 6.500 and 7.535g/100g flour) or phosphorus oxychloride (0.018; 0.030; 0.059; 0.088 and 0.100g/100g flour), respectively. It was observed that the addition of chemical groups modified the viscosity, thermal and gel properties. To the pasta formulation, each modified flour with different degree of substitution was mixed with native rice flour, 0.5% emulsifier (sodium stearoyl lactylate), water to obtain 23% final humidity and submitted to thermoplastic extrusion (Brabender single-screw). Response Surface Methodology of the type central rotational composed of 2a order was used to study the physical, pasta cooking properties, texture and pasta properties of the independent variables. In the first stage, it were studied the percentage of acetic anhydride used in the rice flour acetylation and temperature of the 2ª zone of extruder (84; 90; 105; 120 and 126°C) and in the second stage, the percentage of phosphorus oxychloride used in the rice flours phosphation and the same temperature of the 2a zone of extruder cited above. It was observed the combination of acetylated rice flour and estrusion temperature smaller than 120°C, showed a reduction of the water solubility index (WSI) and of the properties of color (value a and b). The solids loss increased with increase of both variables, but the higher value (8.89%) was still adequate. The elasticity suffered influence only the temperature, it increased with the decreasing of this value. In the second stage, using for phosphated flour, the extrusion temperature affected mainly the cooking and color properties of the pastas. The modified flour with phosphorus oxychloride influenced the texture and cooking properties. The combination of these variables, in the used conditions, resulted in decreasing of gain of weight and increasing of stickness and the cooking time. The pasta showed cooking time between 3.40 to 5.30 minutes / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

El objetivo de este proyecto consiste en realizar la propuesta de Implementación de un Sistema de Control Automatizado por PLC en el proceso de secado de pastas alimenticias, con el fin de obtener un producto de calidad, que cumpla con las especificaciones técnicas establecidas. La principal dificultad a resolver es la cantidad de producto resquebrajado que existe en la producción de fideos a diario, así como la cantidad de producto devuelto por los clientes por mala presentación del mismo, disminuyendo la productividad en un 98.1 %. Con un impacto económico anual de S/.74 592.00. Esta deficiencia se debe al control manual de secado existente, donde no existen datos de las variables físicas utilizadas, ya que solo manejan tiempos y experiencias de los trabajadores. Teniendo actualmente una productividad mano de obra 81,25 kg/horas hombre, producto de la deficiencia del proceso de secado, siendo la productividad requerida de 95.25 kg/horas hombre. Para ello se aplicó la metodología de Acosta y Sandoval. (2003), el cual se realizó un diseño de sistema de control adoptando un modelo matemático de la planta (sistema a controlar) incluyendo el modelo de los dispositivos involucrados en el sistema, como son el controlador y los elementos de realimentación, controlando simultáneamente las variables internas y externas. A la vez monitorear y supervisar mediante la PC los históricos de las variables medidas (temperatura y humedad), lo cual tiene como resultado un control más preciso, que permite una mejor calidad del producto a un menor tiempo de secado. Teniendo en cuenta valores de un secador de baja temperatura los cuales trabajo con valores de 45ºC - 50°C y un rango entre 40% a 80% humedad relativa (La Rosa, y otros 2014). Para lo cual se realizó el diagnóstico actual del proceso de secado de pastas, identificando sus principales problemas, así mismo se determinó las variables de control a utilizar, para luego diseñar un sistema de control utilizando un PLC ( Controlador lógico Programable), lo cual nos permitió tener un control de las variables físicas, mediante un lazo cerrado, donde se propone mejorar en 99.8% la productividad de pastas alimenticias, finalizando con el análisis de costo/ beneficio de la propuesta, donde se realizará una inversión de S/. 69 653.00 la cual será financiada por un banco local con una tasa de interés referencial de 12%, obteniendo un VAN de S/. 246,200.36 y un TIR de 87%. Por lo que podemos decir que la propuesta es rentable, obteniendo que por cada Nuevo sol invertido, la empresa gana S/. 5,41. El periodo de recuperación es de 1 año, 2 meses y 7 días.