Orientadores : Sandra Cristina dos Santos Rocha, Odelsia Leonor Sanches de Alsina / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-29T06:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_MariadeFatimaDantasde_D.pdf: 8950303 bytes, checksum: 8db30530c46732f43e1011fa6286686f (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência da composição química correlacionada com propriedades físicas das suspensões, na secagem de polpas de frutas tropicais em leito de jorro. Como polpa padrão foi utilizada a polpa natural de manga espada cuja composição foi modificada pela adição de açúcar, gordura, fibras, amido e pectina. Utilizou-se um secador de leito de jorro de configuração cônica-cilindrica, construído em aço inoxidável com base cônica de 60°, diâmetro da coluna cilíndrica de 0,l8m, altura de 0,9 m e diâmetro de entrada do ar de 2,5 x 10-2m. Trabalhou-se com uma carga de inertes de 2,5 kg, formada por partículas de polietileno de alta densidade com 3,9 x10-3m de diâmetro. A temperatura do ar na entrada do secador foi fixada em 70°C. As polpas foram alimentadas através de seringas veterinárias, em bateladas de 50g. Foram fixados limites máximos e mínimos de concentração dos constituintes cujos efeitos seriam estudados no presente trabalho e elaborado um planejamento experimental do tipo fatorial Ú'acionário 2 5-1, com três repetições no ponto central. Com base no planejamento experimental e de acordo com os balanços materiais efetuados, as polpas modificadas foram preparadas, e caracterizadas, determinando-se a densidade e tensão superficial, e obtendo-se o reograma das mesmas. Os resultados mostraram que as polpas comportam-se como fluidos não newtonianos com características pseudo-plásticas. Inicialmente foram obtidas as curvas de secagem e realizada uma série de ensaios fluidodinâmicos com alimentação de polpas. Foi constatado que a evaporação ocorre praticamente nos instantes iniciais da secagem, sendo identificada uma importante interferência das polpas modificadas nos parâmetros fluido dinâmicos do leito. Foi proposto um modelo simplificado para o cálculo do grau de saturação de polpa no leito no início da secagem. A composição das polpas não interferiu nas taxas de evaporação nem no grau de saturação, observando se entretanto a influência da mesma no grau de saturação máximo, atingido em alguns ensaios onde foram verificados problemas de instabilidade. Foi realizada uma segunda série de experimentos de secagem, para se avaliar a eficiência de produção de pó, a retenção de material no leito, as perdas de sólidos e o ângulo de repouso do leito após a secagem. De acordo com os resultados obtidos, a eficiência de produção de pó foi muito baixa, verificando-se elevada retenção de sólidos e grande quantidade de material disperso ou aderido às paredes do equipamento.Com respeito ao ângulo de repouso, tanto o filme líquido como seco provocam o aumento do ângulo de repouso, diminuindo a escoabilidade do leito. A análise estatística dos resultados de acordo com o planejamento fatorial fracionário mostrou que a concentração de fibras não interferia em qualquer das variáveis respostas analisadas no presente trabalho: vazão de jorro mínimo, queda de pressão de jorro estável, ângulos de repouso do leito úmido e seco, eficiência, retenção e perdas de sólidos. Não foi identificado efeito significativo das variáveis de composição sobre a vazão de jorro mínimo. Eliminada a concentração de fibras da análise estatística, o planejamento fatorial foi rearranjado para um fatorial completo. Os efeitos principais das variáveis de composição que se mostraram significativos, de acordo com o planejamento fatorial fracionário foram os mesmos identificados no fatorial completo, que identificou ainda os efeitos das interações entre as variáveis de composição sobre as variáveis respostas. De uma forma geral, foi constatada a importante interferência negativa dos açúcares redutores tanto na fluido dinâmica do leito como no desempenho do processo no que se refere a produção de pó. A gordura, o amido e a pectina interferiram favoravelmente na fluido dinâmica do leito e na produção de pó , mas contribuíram para aumentar as perdas de material acumulado sobre as paredes do equipamento. Foi possível se obter modelos estatisticamente significativos e preditivos ajustados aos dados de queda de pressão de jorro estável e eficiência de produção de pó. Os modelos foram validados com os resultados obtidos na secagem de polpas de frutas naturais, reproduzindo satisfatoriamente os valores da queda de pressão de jorro estável e eficiência de produção de pó. Através de métodos simplificados de otimização, determinou-se a composição que forneceria a máxima eficiência de produção de pó, extrapolando-se os limites de aplicabilidade do modelo para a faixa de concentração mínima e máxima de açúcares redutores, gordura amido e pectina , referente às polpas de frutas tropicais. O ensaio de secagem com a polpa otimizada apresentou eficiência de produção de pó na faixa de 70% / Abstract: The objective of this work was the study of the influence of the chemical composition, correlated with the physical properties of the suspensions, on the drying of pulps of tropical fruits in spouted bed. The natural mango pulp was established as standard pulp and its chemical composition was modified by the addition of sugar, lipids, fibers, starch and pectin. A cone-cylindrical spouted bed dryer was used to develop the experiments. The dryer was constructed in stainless steel, having a conical base of 60°, a diameter of 0.18 m, 0.9 m of height and 2.5x10.2 m of inlet diameter. High density polyethylene, 3.9x10.3 m of diameter, was chosen as inert partic1es. The load of inert was 2.5 kg and the air inlet temperature was fixed at 70°C in all the experiments. The pulps were fed in batches of 50 g using veterinary syringes. Maximum and minimum limits were fixed for the concentrations of the components, which effects were studied in this work through a fractional factorial design of experiments of the type 25-1, with three repetitions at the central point. The modified pulps were prepared based on the experimental design and on material balances. The pulps were physically characterized by the determination of their density, surface tension and rheology. The results indicated that the pulps behave as non Newtonian fluids and present pseudo­-plastic characteristics. Initially, a series of experiments of drying and of fluid-dynamic, with the pulps feeding, was carried out. The drying curves were obtained and it was verified that the evaporation occurred in the first minutes after the pulp feeding to the bed. An important influence of the pulps on the fluid-dynamic parameters was identified. A simplified model was proposed to evaluate the bed saturation degree at the beginning of the drying process. The composition of the pulps did not influence the evaporation rates nor the bed saturation degree. However, the influence ofthe composition ofthe pulps on the maximum saturation degree was observed, which was attained in some experiments where problems of instability were verified. A second series of drying experiments were performed to evaluate the efficiency of powder production, the material retention in the bed, the lost of solids and the repose angle after the drying process. The results showed low values of efficiency of powder production with high retention of solids and a large amount of material dispersed or adhered to the equipment walls for the majority of the experiments. The results also showed that both the wet and dry :film covering the inert particles provoked an increase of the repose angle, thus decreasing the bed flow ability. The statistic ana1ysis of the results for the fractional factorial design showed that the fibers concentration did not influence any of the response variables analyzed: minimum spouting flow rate, stable spout pressure drop, repose angles for the wet and dry bed, efficiency of powder production solids retention and lost. The ana1ysis did not find any significant effect of the concentrations of the components on the minimum spouting flow rate. The fibers concentration was eliminated from the statistical ana1ysis and the factorial design was re-arranged to a complete factorial design ofthe type 24. A negative significant effect was obtained for the concentration of reducer sugars, both on the fluid-dynamic and on the drying performance, referring to the efficiency of powder production. The lipids, starch and pectin influenced positively the bed fluid-dynamic and the powder production but contributed to increase the lost of material accumulated on the walls of the equipment. The statistical models obtained were significant and can be used to predict stable spout pressure drop and efficiency of powder production as a function ofthe concentrations of reducer sugar, lipids, starch and pectin in the pulps. The results on drying of natural fruit pulps were used to validate the models, which reproduced well the values of stable spout pressure drop and efficiency of powder production. A simple optimization method was applied to determine the composition of the pulp that would lead to the maximum efficiency of powder production expanding the range of the concentrations of the components to the limits found for the natural tropical fruits. An experiment of drying of the optimized pulp was carried out and the efficiency of powder production obtained was about 70% / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Osvaldir Pereira Taranto, Virginia Aparecida Silva Moris / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_NadiaElizaCorrea_M.pdf: 3103834 bytes, checksum: fb203b4d1396353b5e15847051d51028 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O recobrimento de partículas em leito de jorro tem se mostrado bastante promissor, tendo em vista o seu potencial de aplicações em diversos produtos como comprimidos, cosméticos, sementes, fertilizantes. A maioria dos trabalhos reportados na literatura são baseados em observações visuais, em colunas construídas com material transparente, operados a pressão e temperatura ambiente. Porém, o reconhecimento visual dos regimes de escoamento não é possível em escala industrial ou com altas pressões. Logo, o objetivo desse trabalho foi identificar modificações ocorridas durante o processo de recobrimento de partículas em leito de jorro, pela comparação de observações visuais em conjunto com os espectros de potência obtidos a partir da aquisição de dados de queda de pressão em tempo real, utilizando a técnica FFT (Fast Fourier Transform). Para este estudo foram utilizadas partículas de diferentes formas, ABS e poliestireno, com diâmetro médio de 3,03 mm e 3,81 mm, respectivamente, e suspensão polimérica a base de Eudragitâ. O recobrimento foi realizado em um leito de jorro cone cilíndrico, confeccionado em acrílico com as seguintes dimensões: H = 70 cm, Dc = 14,3 cm, Di = 4 cm e ? = 60°, as condições operacionais foram pré-fixadas para cada partícula baseadas em ensaios preliminares. As flutuações da queda de pressão foram determinadas utilizando o software LabView 7.1, a uma taxa de amostragem de 400 Hz. Os resultados permitiram identificar durante o recobrimento a redução na taxa de circulação de partículas, zonas mortas e até ¿completo¿ colapso do leito, tanto por variações fluidodinâmicas visualmente observadas no leito, quanto por alteração espectral on line durante os experimentos de recobrimento. No futuro essa identificação pode ser útil como ferramenta no desenvolvimento de um sistema de controle ao processo de recobrimento / Abstract: The coating of particles in spouted has shown sufficiently promising, in view of its potential of applications in several products such as tablets, cosmetics, seeds, fertilizers. However, the works reported in literature had been predominantly based on visual observations, through columns constructed with transparent material, operated the pressure and ambient temperature. Furthermore, the visual recognition of flow regimes is not possible in industrial scale or with high pressures. Soon, the aim of this work was to identify modifications accured during the coating of particle in spouted bed, the comparison of the visual behavior with the power spectrum gotten from the acquisition of data of pressure drop in real time, using technique FFT (Fast Fourier Transform). For this study had been used particles of ABS and polystyrene, with average diameter of 3,03 mm and 3.81 mm, respectively, and aqueous polymeric suspension the base of Eudragitâ. The coating was carried through in a conical-cylindrical spouted bed, confectioned in acrylic with the following dimensions: H = 70 cm, Dc = 14,3 cm, Di = 4 cm and ? = 60°, the operational conditions had been fixed for each particle based in preliminary assays. The fluctuations of the drop pressure had been acquired using software LabView 7.1, to a rate of sampling of 400 Hz. The results had allowed to identify during the coating the reduction in the circulation rate of particle, zones deceased and until complete collapse of the spouted bed, as much for fluid-dynamics variations visually observed in the spouted bed, how much for spectral alteration during the coating experiments. In the future this identification can be useful development a control process tool / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braga_MatheusBoeira_D.pdf: 4461558 bytes, checksum: bb7a602eb20158bf4b579ec80a227b57 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A amora preta é um fruto sazonal, climatérico, altamente perecível, apresenta alta taxa respiratória e alta produção de etileno, o que limita a sua comercialização in natura e nos períodos entre safra. O processo de secagem da polpa de amora visa melhorar a conservação, resultando na obtenção de pós com alta estabilidade e longa vida de prateleira, além de facilitar o manuseio, o transporte e o armazenamento deste produto. Neste contexto, destaca-se o processo de desidratação por secagem em leito de jorro. Devido à composição química e à alta concentração de água, a secagem da polpa sem a adição de adjuvantes pode resultar em níveis baixos de rendimento, inviabilizando o processo. A mistura leite-polpa de amora se torna uma alternativa para melhorar a eficiência do processo e, devido às importantes características nutricionais do leite e propriedades emulsificantes somadas às da amora preta, este novo produto, leite-amora em pó, caracteriza-se como um alimento de amplo espectro de utilização. As principais etapas desenvolvidas durante a execução deste projeto foram: (i) análise do processo de secagem da pasta leite-polpa de amora, a uma dada concentração, em leito de jorro cônico-cilíndrico, empregando diferentes polímeros como inerte, com o objetivo de encontrar o melhor desempenho do processo. A atomização e o gotejamento da pasta foram analisados como modos de alimentação. Avaliou-se a influência das váriáveis operacionais (temperatura do ar de entrada (Te), vazão de alimentação de pasta (Wf) e pressão de atomização da pasta), no desempenho do processo. Os melhores resultados foram alcançados quando se empregou alimentação da pasta por gotejamento e o poliestireno como inerte, usando Te= 60 oC e Wf= 2 mL/min, obtendo-se eficiência de produção de pó superior a 60%, baixo teor de umidade do pó e menos de 15% de degradação das antocianinas; (ii) estudo da secagem de polpa de amora preta em leito de jorro cônico-cilíndrico empregando como adjuvante o leite reconstituído a diferentes razões leite-polpa de amora (V/V). Avaliou-se, também, a influência da adição dos adjuvantes (maltodextrina DE 10, caseína e óleo de palma) na mistura leite-polpa de amora e da maltodextrina na polpa de amora (in natura). Dentre todas as pastas formuladas, constatou-se que a pasta leite-polpa de amora (25%: 75% (V/V)) foi a mais indicada ao processo de secagem em termos de estabilidade fluidodinâmica, quantidade de polpa de amora empregada e desempenho do processo, além da qualidade do produto obtido; (iii) construção de um secador do tipo leito de jorro retangular (duas entradas distintas de ar, resultando em duas fontes e duas linhas de alimentação), aplicado na secagem de leite e da pasta leite-polpa de amora. A secagem da pasta leite-polpa de amora utilizando partículas de poliestireno e sob as condições operacionais Wf= 6 mL/min, Te= 60 °C, resultou em eficiência de produção de pó superior a 75% e na obtenção de pós com baixo teor de umidade. Analisando os resultados de desempenho do processo de secagem das pastas em ambas as configurações de leito de jorro, a vantagem em utilizar o leito de jorro retangular com dupla fenda consistiu na possibilidade de triplicar a vazão de alimentação (empregando menor velocidade superfícial do ar de entrada), mantendo-se a estabilidade fluidodinâmica com resultados semelhantes de eficiência de produção produção de pó. Constatou-se, desta forma, uma potencial capacidade de ampliação de escala do processo / Abstract: Blackberry is a seasonal fruit, climacteric and highly perishable, whose availability is limited by the periods between crops. Blackberry drying aims at enhancing its conservation, therefore, the development and application of drying techniques such as spray drying, spouted bed drying and freeze drying, which could increase the shelf life of this product is of great interest. The high reducing sugar and water content of pure blackberry pulp may result in low powder production during the drying process. On the other hand, drying of whole milk has shown good powder yields and product quality. A milk-blackberry mix paste becomes an alternative which may improve the process efficiency, reduce post-harvesting waste, and increase the shelf life of the product without significantly altering its nutritional characteristics. The main steps undertaken during the implementation of this project were: (i) analysis of conical-cylindrical spouted bed drying of a paste mixture of milk and blackberry pulp of fixed concentration, using different kinds of inert beads. Atomization and dripping of the paste were compared as feeding modes. The experimental design used atomization feeding to analyze the effects of air temperature (Te), paste feeding flow rate (Wf) and paste atomization pressure (Pat) on the drying performance. The best results were obtained for drip feeding on polystyrene beads using Te= 60 oC and Wf= 2 mL/min, yielding powder production efficiency greater than 60%, low final moisture content of the powder and less than 15 % anthocyanin degradation; (ii) analysis of conical-cylindrical spouted bed drying of milk-blackberry pulp mixture at different ratios (V/V). Afterward, analysis of the effects of addition of adjuvant (maltodextrin 10 DE, casein and palm oil) in the milk-blackberry mixture and maltodextrin in the pure blackberry pulp were made focusing on powder production efficiency.The paste formulated with milk and blackberry at a ratio of 25%: 75% (V/V) was the most appropriate for the drying process in terms of hydrodynamic stability, mass of blackberry pulp used on paste formulation and process performance, and also for the quality of the powder; (iii) analysis of a new spouted bed configuration (rectangular cross-section with air entry through two bottom slots), investigated as a dryer of milk and a paste mixture of milk and blackberry pulp. Drying of milk-blackberry pulp in a slot-rectangular spouted bed using polystyrene beads and the conditions Wf= 6 mL/min, and Te= 60 oC resulted in powder production efficiency greater than 75% and low moisture content. Similar results of drying performance were obtained in the slot-rectangular spouted bed as to and conventional spouted bed for the same inert and the same conditions of inlet air temperature and relative humidity. However, the slot-rectangular spouted bed allowed the paste feeding flow rate to be tripled and the bed to be operated at a lower superficial air velocity compared to the conventional geometry, showing its potential for scale-up / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pozitano_Marina_D.pdf: 3604129 bytes, checksum: 7fb79cd92222f6a6e16325ebc4f5fc10 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: No processo de recobrimento em leito de jorro, as características físicas das partículas a serem recobertas, a formulação da suspensão de recobrimento e as condições operacionais como vazão do ar, pressão de atomização, vazão da suspensão, temperatura do ar e massa de sólidos são parâmetros importantes que influenciam o desempenho do processo. Para o caso de sementes, o recobrimento pode ser utilizado para facilitar manuseio, transporte, semeadura, proteção contra ataques de insetos e na conservação de espécies para preservação do ambiente. Nesta pesquisa foi estudado o processo de recobrimento de sementes florestais da espécie Senna macranthera em leito de jorro e foram realizadas análises da qualidade fisiológica das sementes in natura e recobertas durante o armazenamento. As sementes desta espécie possuem dormência tegumentar, o que dificulta a germinação devido à impermeabilidade do tegumento. A quebra da dormência utilizada em sementes de espécies florestais tem por objetivo aumentar a porcentagem de germinação das sementes e uniformizar a emergência de plântulas, mas, sem a dormência, essas sementes podem não manter sua viabilidade por longos períodos e o armazenamento torna-se inviável. A primeira etapa deste trabalho envolveu a caracterização física das sementes, a definição das condições de operação do equipamento e o desenvolvimento da formulação da suspensão de recobrimento. Em seguida, as sementes passaram por quebra de dormência por imersão em ácido sulfúrico e foram recobertas com a suspensão polimérica desenvolvida. As sementes recobertas e a testemunha (sementes in natura) foram armazenadas em geladeira convencional, na temperatura de 5 ºC, para início do período de 380 dias de armazenamento. Os resultados da caracterização física para as sementes in natura foram: diâmetro médio de Sauter (3,4 mm), esfericidade (0,52), ângulo de repouso dinâmico (10 º), porosidade (1,81 %), peso de mil sementes (41,05 g) e densidades real, aparente e volumétrica (1397,2; 1371,9; 884,4 kg/m³, respectivamente). Para as sementes recobertas foram obtidos os seguintes valores: diâmetro médio de Sauter (3,7 mm), esfericidade (0,69), ângulo de repouso dinâmico (35 º), porosidade (4,30 %), peso de mil sementes (50,52 g) e densidades real, aparente e volumétrica (1397,2; 1337,2; 795,1 kg/m³, respectivamente). Para operar o equipamento foram definidas uma vazão de suspensão de 2 ml/min, pressão de atomização de 2 psig, temperatura do ar de entrada de 70 ºC e carga de sólidos de 450 g. A suspensão formulada foi composta por: Eudragit FS 30D® (30,6 g), trietil citrato (0,45 g), estearato de magnésio (2,25 g), dióxido de titânio (1,35 g), talco (4,6 g), pigmento rosa (0,15 g) e água (60,6 g). Após o recobrimento as sementes foram analisadas visualmente através das imagens geradas por microscópio eletrônico de varredura. Isotermas de adsorção foram determinadas pelo equipamento Dynamic Vapor Sorption para as sementes in natura e recobertas. Os resultados foram ajustados por cinco modelos de isotermas de sorção: GAB, Caurie, Oswin, Peleg e Smith. Para as sementes in natura, o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Peleg (R² = 0,998), enquanto que, para as sementes recobertas o melhor ajuste foi com o modelo de Smith (R² = 0,981). Durante o armazenamento três grupos de sementes foram analisados: o grupo das sementes recobertas; o grupo das sementes in natura (que foram semeadas com a dormência tegumentar) e, por último, o grupo das sementes escarificadas, que corresponde às sementes que foram armazenadas in natura, porém, antes da semeadura foi realizada a quebra da dormência. Durante os 380 dias de armazenagem foram realizados testes de germinação, envelhecimento acelerado e grau de umidade, com periodicidade de aproximadamente 40 dias. Para o período analisado, as sementes in natura apresentaram média de grau de umidade igual a 9,25 %, enquanto que, para as sementes recobertas a média foi de 7,12 %. No final do armazenamento a germinação das sementes escarificadas e das sementes recobertas não apresentaram diferença estatística entre si. Para o teste de envelhecimento acelerado, as sementes escarificadas foram mais vigorosas em relação às sementes recobertas. As porcentagens de germinação e o vigor das sementes semeadas in natura foram inferiores aos demais grupos, pois a dormência tegumentar impediu a absorção de água, componente essencial para que a semente germine / Abstract: For the process of coating in spouted bed, the physical characteristics of the particles to be coated, the formulation of coating suspension and the operating conditions such as the air flow, the pressure of atomization, the flow of suspension, the air temperature and the mass of solids are important parameters that influence the process performance. In the case of seeds, coating can be applied to facilitate handling, transporting and sowing, to protect the seeds against insects and for the conservation of species to environmental preservation. In this work the process of coating of forest seeds of Senna macranthera species in spouted bed was studied and analysis of the physiological quality of covered and in nature seeds during storage were performed. The seeds of this species have tegument dormancy, which hinders the germination due to impermeability of the tegument. The breaking of dormancy in seeds of forest species aims to increase the percentage of seed germination and to uniform the seedling emergence; however, these seeds cannot maintain their viability for long periods and the storage becomes unworkable without dormancy. The first stage of this work involved the physical characterization of the seeds, the definition of operating conditions for the coating process and the development of the formulation of the coating suspension. Then, the seeds underwent to tegument dormancy break by immersion in sulfuric acid before being coated with the polymer suspension developed. The coated seeds and the control (in nature seeds) were stored in conventional refrigerator at a temperature of 5 ºC. The storage period was of 380 days. The results of physical characterization of the seeds in nature were: Sauter diameter of 3.4 mm, sphericity of 0.52, dynamic angle of repose of 10 º, porosity of 1.81 %, weight of thousand seeds of 41.05 g and real, apparent and volumetric densities equal to 1397.2, 1371.9 and 884.4 kg/m³, respectively. For the coated seeds the following values were obtained: Sauter diameter of 3.7 mm, sphericity of 0.69, dynamic angle of repose of 35 º, porosity of 4.30 %, weight of thousand seeds of 50.52 g and real, apparent and volumetric densities equal to 1397.2, 1337.2 and 795.1 kg/m³, respectively. Operating conditions were defined as: suspension flow of 2 ml/min, atomization pressure of 2 psig, inlet air temperature of 70 ºC and load of seeds of 450 g. The formulated suspension was composed of: Eudragit FS 30D®, triethyl citrate, magnesium stearate, titanium dioxide, talc, pink pigment and water. Scanning electron microscope images of the seeds before and after coating were analyzed. Adsorption isotherms at 25 ºC were determined for the coated and in nature seeds using the dynamic method. The results were adjusted using five models of sorption isotherms: GAB, Caurie, Oswin, Peleg and Smith. For the seeds in nature, the best fit was obtained with the model of Peleg (R² = 0.998), whereas for the coated seeds the best fit was obtained with the model of Smith (R² = 0.981). During the storage, three groups of seeds were analyzed: the group of the coated seeds; the group of the seeds in nature (that were sown with the tegument dormancy) and, finally, the group of scarified seeds, which corresponds to the seeds that were stored in nature, but, dormancy was broken before sowing. During the 380 days of storage germination tests, accelerated aging and moisture content were performed at intervals of approximately 40 days. For the period analyzed, the fresh seeds had average moisture content equal to 9.25 %, while for the coated seeds, the average was 7.12 %. At the end of storage, the germination of scarified seeds and of coated seeds showed no statistical difference. For the accelerated aging test, the scarified seeds were more vigorous compared to the coated seeds. The percentages of germination and the vigor of the seeds sown in nature were lower than the other groups, because the tegument dormancy impeded the absorption of water, an essential component for the seed to germinate / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Osvaldir Pereira Taranto, Flavio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:04:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavanelli_PaulaEdilene_M.pdf: 1842381 bytes, checksum: ae8746d54834e8c938141f3e78903477 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta o controle e monitoramento em tempo real do regime de jorro estável através do método de identificação dos regimes de contato gás-sólido por medidas de pressão no leito de jorro. O trabalho foi realizado em duas etapas: 1) identificação em tempo real dos regimes fluidodinâmicos no processo em leito de jorro baseada na análise espectral das flutuações de queda de pressão do leito e 2) controle do processo em regime estável por malha PI. O sistema constitui-se de um leito construído em acrílico com dimensões de 0,70m de altura de coluna e 0,143m de diâmetro interno, operando com três diferentes partículas, esferas de vidro (dp = 2,59mm e Pp = 2,487 g/cm3), poliestireno (dp = 2,19mm e Pp = 1,196 g/cm3) e ABS (dp = 3,08mm e Pp = 1,029 g/cm3). Determinou-se a faixa da freqüência dominante 7,2-7,9 Hz, característico do regime de jorro estável, através do algoritmo da Transformada Rápida de Fourier (FFT) para cada partícula. Todas as medidas de pressão do leito durante o processo foram coletadas pelo sistema de aquisição através da placa PCI 6024E (National Instruments) utilizando o software LabView 7.1TM. Com o intuito de controlar o regime de jorro estável no processo em leito de jorro foram definidas como variáveis controlada e manipulada a freqüência dominante do espectro de potência (Hz) e o sinal de comando para o inversor de freqüência (V), respectivamente. A freqüência dominante foi determinada pela análise espectral das flutuações de queda de pressão no leito. O sinal de comando para inversor de freqüência atuava na variável de processo vazão de ar. Aplicaram-se perturbações degrau em malha aberta na variável manipulada para determinar os parâmetros do controlador e implementou-se a malha de controle no processo. Nos experimentos em malha fechada foram aplicadas perturbações na carga como adição de partículas e alteração na posição de abertura da válvula de ar de entrada no leito afim de testar o desempenho do controlador. Os resultados obtidos mostraram que o controlador PI manteve o sistema operando em regime estável mesmo quando aplicadas perturbações na carga, atingindo assim o objetivo do trabalho proposto / Abstract: This work describes the control and on line monitoring of the spouted bed steady regime using the gas-solid contact regimes identification method by pressure measurements. The work presents two main features: 1) the on line identification of fluid dynamic regimes in the spouted bed process based in the spectral analysis of the pressure fluctuations and 2) the process control using PI controllers. Experiments were performed in an acrylic cylindrical column 0.70m high and with 0.143m of internal diameter. The bed was made of three different particles: glass spheres (dp = 2.59mm and Pp = 2.4873 g/cm3), polystyrene (dp = 2.19mm and Pp = 1.1962 g/cm3) and ABS (dp = 3.08mm and p = 1.0286 g/cm3). The dominant frequency band was determined: 7.2-7.9 Hz for steady regime, through the algorithm of the Fast Fourier Transform (FFT), for each particle. All the measurements of pressure during the process were collected by a data acquisition system and using software LabView 7.0TM. The procedure to control the steady regime in the spouted bed process was: define the dominant frequency as the controlled variable and the signal of command for frequency inverter as the manipulated variable. The dominant frequency was determined by the spectral analysis of pressure fluctuations in the spouted bed. The command signal for frequency inverter affected the air flow variable. Step disturbances were applied in open loop in the manipulated variable to determine the parameters of the controller and control system was implemented in the process. Step disturbances like addition of particles in the spouted bed and change the position of opening of the air valve were applied in closed-loop to test the performance of the controller. The results show that PI controller was able to maintain the system operating in steady regime when disturbances were applied in the feed stream, which was the goal of this research / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Marcos José Salvador, Carlos Amilcar Parada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:08:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_AlyneGrasiela_M.pdf: 2262328 bytes, checksum: 66c66f7a3fa3f4137fae0f3a0d3fe076 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este estudo teve por objetivo a preparação de extratos padronizados (fluidos e secos em leito de jorro) das folhas de Maytenus ilicifolia (Celastraceae), a elaboração de formulações tópicas (creme, gel e gel-creme) contendo os extratos ativos, a caracterização química dos extratos por CLAE-DAD/ESI-MS e UPLC-MS e a avaliação in vitro da atividade antioxidante utilizando ensaios indiretos mediados pela transferência de elétrons, tais como redução do radical DPPH e Folin-Ciocalteu (FCR) e ensaios diretos baseados em mecanismos de transferência de hidrogênio, tais como ensaio beta-caroteno e ORACFL. O extrato fluido concentrado foi submetido ao processo de secagem por leito de jorro, utilizando como adjuvante de secagem o dióxido de silício coloidal (Tixosil 333®, Rhodia, São Paulo, Brasil) na proporção de 40, 60 e 80% em relação ao total de sólidos do extrato fluido e a capacidade antioxidante dos extratos foram analisados. Observou-se que tanto o extrato fluido concentrado, como os extratos secos apresentaram atividade antioxidante in vitro, porém os extratos secos mostraram atividade mais intensa, com destaque para o extrato seco com 40% de dióxido de silício coloidal (Mi40). A análise dos constituintes químicos presentes nos extratos ativos utilizando CLAE-DAD/ESI-MS e UPLC-MS sugeriu a presença de flavonols (aglicona e O-heterosídeos) e catequinas, sendo quantificados por UPLC-MS a (+)-catequina, (-)-epicatequina e rutina que apresentaram promissora atividade antioxidante nos ensaios DPPH e ORACFL. Os extratos (fluidos e secos em leito de jorro) mostraram considerável conteúdo de constituintes fenólicos (2,15 a 3,72 mg de GAE/kg), assim como atividade antioxidante elevada nos dois ensaios (IC50 entre 7,98 e 51,79 ?g/mL no DPPH e capacidade antioxidante entre 5828,3 e 15249,3 ?mol de TE/g de extrato no ORACFL). Os resultados demonstraram que, de maneira geral, a atividade antioxidante e os perfis cromatográficos dos extratos secos não foram consideravelmente afetados pela operação de secagem em leito de jorro, mas os melhores resultados quanto à atividade antioxidante e maior quantidade de (+)-catequina, (-)-epicatequina e rutina foram verificados no extrato seco Mi40 com menor percentagem de adjuvante de secagem. Visando avaliar o comportamento dos extratos ativos em formulação farmacêutica e com o propósito de avaliar a possibilidade de uma nova aplicação para o extrato hidroalcoólico das folhas de M. ilicifolia em uso tópico, os extratos com promissora atividade antioxidante foram incorporados em formulações tópicas (creme, gel e gel creme), estabelecendo-se um estudo comparativo da atividade antioxidante dos extratos (fluidos e secos em leito de jorro) e destes nas formulações elaboradas. Os melhores resultados observados em termos de atividade antioxidante foram para as formulações creme, gel e gel creme contendo como ativo o extrato seco Mi40 a 10% / Abstract: This study aimed to the preparation of standardized fluid and spouted bed-dried extracts from the leaves of Maytenus ilicifolia, preparation of topical formulations (cream, gel and gel-cream) containing the active extracts, chemical characterization of the extracts by HPLC-DAD/ESI-MS and UPLC-MS and in vitro evaluation of antioxidant activity assays using indirect mediated electron transfer, such as reduction of DPPH and Folin-Ciocalteu (FCR) and direct assays based on hydrogen transfer, such as beta-carotene assay and ORACFL. The concentrate fluid extract was subjected to spouted bed drying, using as drying adjuvant, the colloidal silicon dioxide (Tixosil 333®, Rhodia, Sao Paulo, Brazil) in a proportion of 40, 60 and 80% in relation to total solids of the fluid extract, and the antioxidant capacity of the extracts was analyzed. It was observed that both the concentrated fluid extract, such as spouted bed-dried extracts showed antioxidant activity in vitro, but the dried extracts showed the strongest activity, with emphasis on the dried extract with 40% colloidal silicon dioxide (Mi40). The analysis of chemical constituents present in the active extracts using HPLC-DAD/ESI-MS and UPLC-MS suggested the presence of the flavonols (aglycone and O-glycosides) and catechin. Using UPLC-MS analysis were quantify the (+)-catechin, (-)-epicatechin and rutin that showed antioxidant activity in the DPPH and ORACFL assays. The fluid and spouted bed-dried extracts showed significant content of phenolic constituents (2.15 to 3.72 mg of GAE kg) and high antioxidant activity in both methods (IC50 between 7.98 and 51.79 ?g/ mL in DPPH and antioxidant capacity between 5828 and 15249 micromol TE/g extract in ORACFL). The results showed that, in general, the antioxidant activity and the chromatographic profiles of the dried extracts were not significantly affected by the drying operation in spouted bed, but the best results for antioxidant activity and higher amount of (+)-catechin, (-)-epicatechin and rutin were observed in the dry Mi40 with lowest percentage of drying adjuvant. To evaluate the behavior of active extracts in pharmaceutical formulation, the extracts with antioxidant activity have been incorporated into topical formulations (cream, gel cream and gel), setting up a comparative study of the antioxidant activity of the fluid and spouted bed-dried extracts and these in developed formulations. The best results were observed in terms of antioxidant activity for formulations cream, gel and gel cream containing the dried extract Mi40 as active at 10% / Mestrado / Fármacos, Medicamentos e Insumos para Saúde / Mestra em Biociências e Tecnologia de Produtos Bioativos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest and the consumption of natural dyes have been increasing over the last years. The urucum seeds have a dye located in their external layer called bixin. The spouted bed, since it is an inexpensive equipment and because of its simple operation, can be an excellent alternative for mechanical extraction of the bixin from the surface of the urucum seeds, on small and average country properties. However, despite having some interesting fluidodinamics characteristics for the related application, such as an intense movement of particles and an effective gas-solid contact, the spouted bed presents some restrictions that have limited its application. This work had as objective to study the effect of the variables: use of the draft, the load of the urucum seeds and the air velocity on the process of the mechanical extraction of the bixin in a spouted bed. The computational fluidodinamics technique (CFD) was used to describe numerically the behavior both of the urucum seeds and the air inside the spouted bed. By means of the results obtained it was possible to achieve the operational conditions that maximize the efficiency of removal and allow the attainment of a product with the appropriate quality. From the experimental planning, carried through in order to study the effect of the load of the seeds, the air flow and the presence of the draft in the mechanical extraction of the bixin from urucum seeds, it was possible to get to the conclusion that the presence of the "draft" was the variable that had the highest effect in all the studied answer variables (mass of extracted powder, productivity and bixin concentration). Since the presence of the draft showed to be the variable that governs the attrition kinetics, the effect of the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) was studied, in view of the maximization of the dyeing production. The experimental results showed that the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) that most favors the mechanical extraction of the bixin in spouted bed was the one of 4cm. The results of the simulation through CFD also helped in the understanding of the best performance for the configuration of the spouted bed using a draft, placed at ht = 4 cm. Through the simulations, it was also possible to get values of velocity for the condition of minimum spouting, close to the experimental values, with relative errors of about 4%. / O interesse e o consumo dos corantes naturais têm aumentado muito nos últimos anos. As sementes do urucum possuem um corante situado nas partes externas denominado bixina. O leito de jorro por se tratar de um equipamento barato e de operação simples, pode ser uma excelente alternativa para extração mecânica da bixina da superfície das sementes de urucum, em pequenas e médias propriedades rurais. Entretanto, apesar de apresentar algumas características fluidodinâmicas interessantes para a referida aplicação, tais como um intenso movimento das partículas e um efetivo contato gás-sólido, o leito de jorro apresenta algumas restrições, que tem limitado a sua utilização. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos das variáveis: uso do tubo draft, a carga de sementes e a velocidade do ar no processo na extração mecânica da bixina em leito de jorro. A técnica da fluidodinâmica computacional (CFD) foi utilizada para descrever numericamente a fluidodinâmica do escoamento das sementes de urucum e do ar no leito de jorro. Por meio dos resultados obtidos foi possível obter as condições operacionais que maximizam a eficiência de remoção e permitem a obtenção de um produto com a qualidade adequada. A partir do planejamento experimental realizado para estudar o efeito da carga de sementes, da vazão do ar e da presença do draft na extração mecânica da bixina, foi possível concluir que a presença do draft foi a variável que teve o maior efeito em todas as respostas estudadas (massa de pó extraído, produtividade e concentração de bixina). Uma vez que a presença do tubo interno mostrou ser a variável que governa a cinética de atrição, foi estudado o efeito da distância do tubo à base do leito (ht), tendo em vista a maximização da produção do corante. Os resultados experimentais mostraram que a distância do draft à base (ht) que mais favorece a extração mecânica da bixina em leito de jorro é de 4cm. Os resultados da simulação por CFD ajudaram na compreensão do melhor desempenho para a configuração do leito de jorro com tubo draft e ht = 4 cm. Com as simulações também foi possível obter valores de velocidade para a condição de jorro mínimo próximo dos valores experimentais, com erros relativos na ordem de 4%. / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T19:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_PauloSergiodaSilva_D.pdf: 16531970 bytes, checksum: 29f4837be6b441e6118e76a89e91a0ab (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Xisto pirobetuminoso é uma rocha sedimentar que contém querogênio, um material orgânico que se encontra disseminado em sua estrutura mineral. O querogênio é extraído por aquecimento a altas temperaturas, em reatores conhecidos como retortas, 1iberando óleo e gás. Este óleo quando refinado produz destilados com as mesmas características encontradas nos de petróleo, sendo considerado uma fonte de energia alternativa. A existência de umidade no xisto na entrada do reator gera uma zona de secagem influenciando na redução da temperatura dos gases e diminuição da eficiência da retorta. O objetivo deste trabalho é investigar a perda de umidade durante a secagem de partículas de xisto, visando conhecer os mecanismos envolvidos. Para obter o perfil de umidade ao longo do tempo foram utilizadas partículas classificadas em três diferentes lotes quanto ao diâmetro médio de partícula (dp): partículas individuais do Lote A (dp = 80 mm e dp = 60 mm); partículas do Lote B que subdivide-se em quatro sublotes (~ = 5,3 mm, dp = 3 mm, dp = 1,5 mm e dp = 0,85 mm) e partículas do Lote C (dp < 0,074 mm). Os experimentos de secagem foram realizados em diversos secadores: partículas do Lote A secas em estufa com circulação de ar a 60°C e 90°C; partículas do Lote B secas em bandeja termogravimétrica a 40°C, 60 °c, 80°C e 100°C e em leito de jorro e leito fluidizado a 50°C e 70°C; partículas do Lote C secas em um analisador termogravimétrico, cujas temperaturas iniciais de 20°C variaram ao longo do tempo até atingir valores máximos de 40 °C, 70°C e 100°C. Exceto os experimentos realizados no ana1isador termogravimétrico, em todos os demais a temperatura foi mantida constante. Utilizou-se o modelo matemático de difusão de Fick, considerando geometrias uni e tri-dimensionais. Na solução destes modelos foram desenvolvidos programas em linguagem Fortran para descrever a variação de umidade das partículas de xisto ao longo do tempo e da posição, levando-se em conta a geometria da partícula e a temperatura do ar de secagem (constante ou variável). Os resultados preditos pelos modelos foram comparados com os experimentais apresentando boa concordância. Estes modelos podem contribuir na estimativa de parâmetros desconhecidos do processo. Quanto ao leito em jorro e leito fiuidizado, verificou-se que são técnicas adeqüadas para a secagem de xisto / Abstract: Oil shale is a sedimentary rock which contains kerogen, an organic matter scattered througout a mineral matrix. Kerogen is extracted by pyrolysis at high temperatures in reactors known as retorts producing oil and gas. The oil, when refined, produces distillates with the same characteristics as petroleum. Oil shale is considered an alternative energy source to petroleum. At the top of a moving bed retort oil shale moisture vaporization consumes energy, thereby reducing the retort efficiency. Oil shale drying has been investigated to optimize pyrolysis. The objective of this work was to investigate the moisture loss during oil shale particles drying to know the mechanisms involved. In order to obtain the moisture profile with time particles classified in three different categories / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Antonio Marsaioli Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lescano_CesarAugustoAgurto_D.pdf: 2604640 bytes, checksum: f057c35fa84a33f1e932ab0c420a5210 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O aproveitamento de resíduos industriais tem se tornado muito importante para evitar contaminação do meio e reaproveitar recursos até então considerados desperdícios ou perdas nas indústrias químicas e de alimentos. Na atualidade não se tem um valor aproximado da produção de leite de soja no mundo, mas sabe-se que grandes quantidades de resíduo são geradas pela produção do leite de soja, resíduo este que na literatura se denomina "Okara". Uma forma de aproveitar este resíduo é através de uma operação de secagem. A secagem é uma tecnologia amplamente utilizada pelas indústrias para manter a qualidade e prolongar a vida de prateleira dos produtos devido à diminuição das reações degradativas. Outro resultado da secagem é a diminuição do tamanho e peso do produto, facilitando assim seu transporte e armazenamento. No entanto, ainda hoje, apesar dos avanços tecnológicos nas indústrias químicas e de alimentos, persistem problemas quanto aos métodos específicos adequados para a secagem dos diferentes materiais biológicos, especialmente aqueles usados para alimentação humana. O resíduo de leite de soja é rico em proteínas, fibras e vitaminas, o que o torna de grande importância para diminuir o grande déficit de proteína que tem a população mundial, além de ser possível elaborar novos produtos utilizando o Okara seco como ingrediente e desta forma dar valor agregado aos novos produtos. O Okara apresenta-se como um material particulado muito úmido 80% (b.u.), e com alto teor de umidade superficial. A realização de uma operação mecânica de prensagem anterior à operação de secagem é necessária, para reduzir o teor de umidade até cerca de 60% (b.u.), otimizando dessa maneira a secagem, sem gastos não necessários de energia. O Okara é um material termo-sensível e, enquanto úmido, altamente deteriorável. Após o processo de prensagem, este material é particulado, altamente coesivo, de difícil escoamento, poroso e com alto teor de umidade interna (não podendo ser caracterizado como uma pasta). O objetivo desta pesquisa é estudar a secagem do resíduo do leite de soja, Okara, utilizando três tipos de secadores: secador de leito de jorro, secador de cilindro rotativo com aplicação de microondas e secador de forno de microondas. A secagem no leito de jorro foi realizada em batelada, enquanto, no secador de cilindro rotativo com aplicação de microondas, foi realizada em forma contínua. Foi necessária a utilização de material inerte nestes dois secadores: no secador de leito de jorro o inerte que apresentou melhor fluidodinâmica junto com o Okara úmido foi o polipropileno; diferente do secador rotativo, onde o inerte que apresentou melhor acompanhamento no transporte do Okara. dentro do cilindro foi o poliestireno. O processo de elaboração do Okara foi o mesmo para os dois equipamentos. As variáveis de processo analisadas no secador de leito de jorro foram: temperatura do ar de secagem, razão entre a vazão do ar e a vazão de jorro mínimo e tempo de trituração do material; no secador rotativo com aplicação de microondas as variáveis independentes analisadas foram: temperatura e vazão do ar de secagem e potência das microondas. Para os dois secadores foi elaborado um planejamento fatorial 2³, tendo como respostas avaliadas: teor de umidade para um determinado tempo de secagem e constantes do modelo de Page para a cinética de secagem (esta última apenas para o secador de leito de jorro). Foi ainda avaliado o desempenho operacional de ambos secadores, através da produtividade e eficiência térmica do processo. Foram também determinadas as propriedades físicas para o material antes e à saída nos secadores. O secador de forno de microondas foi utilizado para determinar as curvas de secagem, controlando-se as mesmas variáveis independentes analisadas no secador de cilindro rotativo. / Abstract: The use of industrial residues has become more and more important to avoid the environment contamination and to make use of resources considered wastes in the chemical and food industries. Actually, the approximated soy milk production in the world is unknown; however, it is known that large amounts of its residue, named "Okara", are generated by its production. Drying is an operation that could make this residue viable. The drying is a technology widely used by the industries to improve the quality and extend the shelf-life of the products due the decrease of the degraded reactions. Another result of a drying process is the decrease of the product's weigh and size, facilitating its transport and storage. However, until now, despite the technologic overhauls in the chemical and food industries, problems persist on defining the specific appropriate methods to dry different biological materials, mainly those used as human food. The soy milk residue is rich in proteins, fibers and vitamins, what makes it important in decreasing the enormous protein deficit of the world population, beyond the possibility of elaborating new products using Okara as ingredient, thus giving aggregate value to these new products. Okara is a very moist particulate material, 80% (b.u.), with high content of superficial moisture. A mechanic pressing operation before drying is indicated to decrease the Okara initial moisture content to around 60% (b.u.) and in this way optimize the drying process, without non-necessaries energy losses. The Okara is a thermo-sensible material and, while wet, highly deteriorative. After pressing, this material is particulate, highly cohesive, hard flowing, porous and with highly internal moist content (being not possible to be characterized as a paste). The objective of this research is the analysis of the soy milk residue drying using three types of dryers: conventional spouted bed dryer, rotary cylindrical dryer assisted by microwaves and microwave oven drier. The drying in the spouted bed was made in batch process while, in the rotary cylindrical dryer with application of microwaves it was conducted continuously. The use of inert material inside the dryer was necessary in both cases: in the spouted bed dryer, the inert that showed better fluid-dynamic with the Okara was the polypropylene, while in the rotary dryer the inert that showed better transport monitoring of Okara particles was the polystyrene. The same procedure was followed to prepare the Okara for both equipments. The variables analyzed in the spouted bed dryer were: drying air temperature, ratio between the air flow rate and minimum spout flow rate and time of material shredding; in the rotary cylindrical dryer assisted by microwaves, the independent variables were: drying air temperature and flow rate and microwave power. For both dryers, an experimental factorial design, 2³, was applied and the responses analyzed were: Okara moisture content for a fixed drying time and parameters of Page model for the drying kinetics (the last for the spouted bed dryer only). Operational performance was also determined for both dryers by productivity and process thermal efficiency. Physical properties were determined for Okara before drying and after the dryer exit. The microwave oven dryer was used to determine the drying kinetics, controlling the same variables as in the rotary cylindrical dryer. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_AlineMariaManrique_M.pdf: 2697128 bytes, checksum: 791a079eecd6ec0abc7c5950687642df (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo de estudo deste trabalho consistiu na análise do recobrimento de partículas em leito de jorro com atomização na base do equipamento. Estudou-se o comportamento fluidodinâmico, as propriedades de adesão entre partícula-suspensão, o crescimento da partícula e a eficiência do processo. Os ensaios foram realizados em equipamento de escala laboratorial e ângulo de base de 60º, sendo utilizados núcleos, como: vidro, ABS®, polipropileno (PP) e poliestireno (PS). Todos foram objeto de análise e classificação quanto à forma, tamanho, esfericidade, densidades absoluta e aparente, porosidade, ângulo de repouso e escoabilidade. Quanto às suspensões, foram utilizadas as poliméricas aquosas, tendo como polímero base o hidroxietilcelulose (HEC), caracterizadas pela densidade, tensão superficial, ângulo de contato e reologia. Em termos de fluidodinâmica do processo, foram avaliados parâmetros como a queda de pressão no leito, a vazão do ar de entrada, a velocidade de circulação dos sólidos e a altura da fonte. Observou-se a ocorrência de dois processos distintos: o recobrimento das partículas e a secagem da suspensão, dependendo do par úcleo-suspensão utilizado. No recobrimento das partículas, a velocidade de circulação e a queda de pressão no leito aumentam com o aumento da vazão de ar de jorro, já que se adotou como procedimento manter a altura do leito constante através do aumento da vazão de ar para que o regime de jorro permanecesse estável. Já na secagem, a velocidade de circulação das partículas diminui em função da retenção de sólidos no leito e a queda de pressão mantémse praticamente constante com o aumento do ar de jorro. A ocorrência do processo de recobrimento ou secagem é determinada pelas propriedades de adesão entre a partícula-suspensão. Ao atomizar-se as diferentes suspensões sobre os núcleos, visualizou-se que a energia superficial do sólido e a tensão superficial da suspensão influenciam a eficiência dos processos. Partículas com alta energia superficial (vidro e ABS®) foram recobertas pela suspensão, enquanto que a secagem ocorreu quando foram utilizadas partículas com menores energias superficiais (PP e PS). Sendo importante ressaltar que a tensão superficial da suspensão influencia diretamente a eficiência do recobrimento e, para a secagem, a quantidade de pó coletado no leito / Abstract: The aim of this work is to analyze the coating process in a spouted bed with bottom-spray, where parameters like fluid-dynamic behavior, properties of adhesion between the particles and the suspensions, the particles growth and the process efficiency were studied. The experiments were realized in a conventional spouted bed of laboratory scale, with base angle of 60º. Inert particles, such as glass beads, ABS®, polypropylene (PP) and polystyrene (PS), were analyzed and classified by size, shape, sphericity, absolute and apparent densities, porosity, angle of repose and flow ability. The polymeric suspension was characterized by density, surface tension and rheology. In terms of fluid-dynamic, values of bed pressure drop, spout air flow rate, solids circulation velocity and fountain height, were analyzed. The occurrence of two distinct process: the coating of the particles or the suspension drying, was observed depending on the particles-suspensions characteristics. During the particles coating, the particles circulation velocity and the bed pressure drop increased with the spout air flow rate increase. For the drying process, the particles circulation velocity decreased with the solids retention in the bed and the bed pressure drop maintained practically constant increasing the spout air flow rate. The occurrence of coating or drying process is influenced by the adhesion properties between the particle and the suspension. Atomizing the three suspensions on the four particles, it was observed that the solid surface energy and the surface tension cause some influence on the process efficiency. Particles with higher surface energy (glass beads and ABS®) were coated by the suspension, while the drying of the suspension occurred when the bed was filled with inert particles with lower surface energy (PP and PS). The suspension surface tension influences directly the coating efficiency and the quantity of powder collected in the cyclone / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química