Estágio realizado na SONAE Indústria e orientado pelo Eng.º António Maravalhas / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Sonae Indústria e orientado pelo Eng.º Carlos Tavares Ferreira / Documento confidencial. Não pode ser disponibilizado para consulta / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-20Bitstream added on 2014-06-13T18:07:20Z : No. of bitstreams: 1 faria_ae_dr_guara.pdf: 1910627 bytes, checksum: 1395311975de9262c15d21eecfac70d0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho de pesquisa foi realizadas uma análise do comportamento de grãos de arroz submetidos à passagem de fluxos de ar com variadas condições termodinâmicas (temperatura, umidade relativa / absoluta, entalpia). Esta análise foi feita utilizando-se um recipiente com capacidade para confinar 5 litros de grãos, sendo o ar forçado a escoar pela ação da sucção de uma bomba de vácuo, promovendo assim pressões relativas menores que a atmosférica no ar de secagem, proporcionando uma migração mais facilitada das moléculas de água. Como resultado deste experimento foi obtido um consumo de energia em torno de 30 % dos sistemas convencionais de secagem à lenha com tempos de processamento de 2 horas, menores que os convencionais que consomem até 6 horas. Também foi possível determinar a distância ótima de escoamento do ar de secagem pelos grãos, em torno de 16 cm, pela análise da distribuição de pressões e temperaturas medidas através do secador protótipo . Devido ao fato do processo de secagem ser extremamente dinâmico devido as variações das características do ar ambiente (temperatura, umidade, entalpia, massa específica, etc), dos grãos provenientes do campo (arroz, feijão, milho, etc) e do combustível (lenha, casca de arroz, gás natural, etc) a ser utilizado como fonte térmica, torna-se necessária a implementação de um sistema de controle capaz de promover um gerenciamento termodinâmico do processo, ou seja, monitorar as taxas de transferência de calor e água entre os grãos e o ar de secagem em tempo real, promovendo ajustes na temperatura e intensidade do fluxo de ar de secagem, assim como a velocidade de homogeneização dos grãos dentro do leito. / In this research work an analysis of the behavior of grains of rice of the field was accomplished submitted to the passage of flows of air with several thermodynamic conditions (temperature, relative humidity / absolute, entalpia). This analysis was made being used a recipient with capacity to confine 5 liters of grains, being the forced air to drain like this for the action of the suction of a vacuum pump, promoting smaller relative pressures than the atmospheric in the drying air, promoting a facilitated migration of the molecules of water. As a result of this experiment was obtained a consumption of energy around 30% of the conventional firewood systems with times of processing of 2 hours, smaller that the conventional ones that consume 6 hours. It was also possible to determine the larger distance of drainage of the drying air for the grains around 16 cm, through the analysis of the distribution of pressures and temperatures measured through the volume. Due to the fact of the drying process to be extremely dynamic due to the variations of the characteristics of the environmental air (temperature, humidity, entalpia, specific mass, etc), grains coming of the field (rice, bean, corn, etc) and of the fuel (firewood, peel of rice, natural gas, etc) to be used as thermal source, it becomes necessary the implementation of a control system capable of promoting an thermodynamic management of the process, in other words, to follow the rates of transfer of heat and water between the grains and the drying air in real time, promoting adjustment in the temperature and intensity of the flow of drying air, as well as the speed to homogenize the grains inside of the bed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMFPM.pdf: 3159382 bytes, checksum: eb3451fec258ff3a8ee3f05b4a786a23 (MD5) Previous issue date: 2000-02-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Agar-agar is a hydrofilic colloid extracted from seaweed, mainly from algae Gelidium. It s used as culture medium in microbiology and as emulsificant, stabilizer and gelling in foods. Drying is an important operation in the extractive process to obtain Agar-agar, because it defines the form, color and final moisture content of product. In order to study the drying of agar gel, equilibrium and drying experiments are needed. The equilibrium of agar-water-air was investigated using the static gravimetric method and drying experiments were performed in a forced convection dryer. To determine equilibrium moisture content values, the static method was used with saturated saline solutions where operational conditions of temperature and relative humidity ranged from 25.0°C to 50.0°C and 11.0% to 84.0%, respectively. The determination of moisture content was based on Lees method. The drying experiments were performed with temperatures from 30.0°C to 50.0°C and superficial air velocities from 1.0 to 4.0 m/s. Based on the experimental procedure above, the equilibrium of agar-water-air could be reasonable described by the G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) model. It was verified, using Lewis equation, that temperature and velocity of air influence the drying operation. Finally, at a constant drying rate, the drying of agar gel and water are very similar. The constant drying rate of agar gel has been represented by a relationship for evaporation of water. The decreasing drying rate of agar gel was represented by the characteristic curve. All results obtained in this work serve as contribution to the process to obtain the agar, which utilizes the drying. / O ágar é um colóide hidrofílico usado nos setores de microbiologia e alimentos, entre outros. Uma das operações mais importantes no processo de obtenção do ágar é a secagem. Com o objetivo de estudar a secagem do gel ágar faz-se necessária a realização das determinações das isotermas de equilíbrio e experimentos de secagem. O equilíbrio ágar-água-ar foi estudado via método gravimétrico estático com soluções salinas saturadas, nas temperaturas de 25 a 50°C e umidades relativas do ar de 11 a 84% e os experimentos de secagem foram realizados em um secador de convecção forçada nas temperaturas de 35 a 50°C e velocidades superficiais do ar de 1,0 a 4,0 m/s. A determinação da umidade baseou-se no método de Lees. O modelo G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) representou bem o equilíbrio entre os modelos analisados. Constatou-se, através da equação de Lewis, que a temperatura e a velocidade do ar influenciam a cinética de secagem do gel. Constatou-se ainda que a secagem do gel no período de taxa constante de secagem é similar à da água. Este período de secagem foi representado por uma relação para evaporação da água e o período de taxa decrescente por uma curva característica generalizada. Todos os resultados obtidos sobre a transferência de massa na secagem do gel ágar servem de contribuição para a continuidade dos estudos sobre o processo de obtenção do ágar, servindo também de base para a busca de diferentes tipos de secadores convectivos e de condições ótimas de operação ligadas à relação custo de produção x produção .

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-01T21:38:49Z No. of bitstreams: 1 AndreiaSoutoVieira_TESE.pdf: 4014793 bytes, checksum: f647646c73f331bc54665695776863d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2016-02-16T21:17:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndreiaSoutoVieira_TESE.pdf: 4014793 bytes, checksum: f647646c73f331bc54665695776863d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T21:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreiaSoutoVieira_TESE.pdf: 4014793 bytes, checksum: f647646c73f331bc54665695776863d8 (MD5) Previous issue date: 2014-11-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / O Brasil ? um dos maiores produtores de frutas do mundo, sendo a maior parte desta produ??o destinada para o consumo "in natura" ou processada na ind?stria de polpas e sucos. Ao longo da cadeia produtiva das frutas, as perdas quantificadas somam valores significativos, principalmente em raz?o dos efeitos associados ao clima, ao armazenamento e transporte, a sazonalidade e mercado consumidor, etc. Em particular, na ind?stria de polpas e sucos, o aproveitamento da fruta ? de aproximadamente 50% em massa, sendo o restante descartado na forma de res?duo industrial. Por serem ricos em nutrientes, os res?duos de frutas, quando processados de forma adequada, podem gerar produtos com importante valor de mercado. Neste contexto, a secagem constitui um do processos alternativos para o aproveitamento de res?duos de frutas. Por?m, a despeito do ganho que a secagem pode proporcionar aos res?duos, tal processo demanda uma quantidade significativa de energia e, em geral, apresenta limita??es de efici?ncia t?rmica. Desta forma, o monitoramento e controle das principais vari?veis no processo de secagem s?o importantes para garantir condi??es operacionais que permitam obter um produto final dentro de especifica??es de qualidade e com menor custo energ?tico. Assim, a aplica??o de modelos matem?ticos do processo representa uma ferramenta importante para a avalia??o e busca de condi??es ?timas.O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o comportamento da secagem de res?duo industrial de polpa de goiaba num sistema batelada do tipo secador convectivo de bandejas com enfoque no estudo experimental e avalia??o do processo atrav?s da modelagem matem?tica. No estudo experimental, a secagem numa s?rie de bandejas e o consumo energ?tico foram avaliados como resposta aos efeitos das condi??es operacionais (temperatura, vaz?o do ar de secagem e massa de s?lidos). Os resultados obtidos permitiram observar as vari?veis que apresentam um efeito mais significativo sobre o processo. Por outro lado, com base num modelo matem?tico fenomenol?gico implementado computacionalmente e validado com os dados experimentais, foi poss?vel acompanhar a evolu??o da umidade e temperatura nas fases s?lido e g?s em cada bandeja e, a partir de simula??es, foi poss?vel investigar estrat?gias operacionais ?timas, visando encontrar um procedimento favor?vel ? minimiza??o do tempo de processamento e, conseq?entemente, menor gasto energ?tico. / Actually, Brazil is one of the larger fruit producer worldwide, with most of its production being consumed in nature way or either as juice or pulp. It is important to highlig ht in the fruit productive chain there are a lot lose due mainly to climate reasons, as well as storage, transportation, season, market, etc. It is known that in the pulp and fruit processing industy a yield of 50% (in mass) is usually obtained, with the other part discarded as waste. However, since most this waste has a high nutrient content it can be used to generate added - value products. In this case, drying plays an important role as an alternative process in order to improve these wastes generated by the fruit industry. However, despite the advantage of using this technique in order to improve such wastes, issues as a higher power demand as well as the thermal efficiency limitation should be addressed. Therefore, the control of the main variables in t his drying process is quite important in order to obtain operational conditions to produce a final product with the target specification as well as with a lower power cost. M athematical models can be applied to this process as a tool in order to optimize t he best conditions. The main aim of this work was to evaluate the drying behaviour of a guava industrial pulp waste using a batch system with a convective - tray dryer both experimentally and using mathematical modeling. In the experimental study , the dryin g carried out using a group of trays as well as the power consume were assayed as response to the effects of operational conditions (temperature, drying air flow rate and solid mass). Obtained results allowed observing the most significant variables in the process. On the other hand, the phenomenological mathematical model was validated and allowed to follow the moisture profile as well as the temperature in the solid and gas phases in every tray. Simulation results showed the most favorable procedure to o btain the minimum processing time as well as the lower power demand.