Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GerlaneCH.pdf: 2523624 bytes, checksum: 25636f184895db3ffd64ba319ced9381 (MD5) Previous issue date: 2006-11-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The present work has as objective the knowledge of the process of drying of the cephalothorax of shrimp to give support the industry to make possible the use of this byproduct. In this sense, the process conditions in this tray dryer and spouted bed were analyzed. With these results, it was projected and constructs a dryer with specific characteristics for the drying of the cephalothorax. The desorption isotherms were obtained by the dynamic method in the temperatures of 20, 35 and 50? C and in the interval of 10-90% of relative humidity. It was observed that the product in form of powder can be conserved with larger stability for lower relative humidity to 40%. The curves of drying of the dryer of fixed bed were adjusted for the models: single exponential, biparametric exponential and Page. The model biparametric exponential more adequately described all the drying conditions studied. The tests carry out in spouted bed showed high drying rate for the material in the paste form in beds active dynamicly-fluid, provely the necessity of a feeding in shorter intervals of time to increase the thermal efficiency of the process. The projected dryer, be considered the obtained results, it was a rotary dryer with inert bed, feed co-current, discharge in cyclone to take place the separation gas-solid, and feed carry out in intervals of 2 minutes. The optimization of the equipment projected it was accomplished used the complete factorial experimental design 24, this had as independent variables temperature velocity of the air, feed flow rate and encapsulated concentration (albumin), as variables answers the thermal efficiency, the moisture content of obtained powder, total time of test and the efficiency of production of powder in several points of processing. The results showed that the rotary dryer with inert bed can present, also, good results if applied industrially / O presente trabalho tem como objetivo o conhecimento do processo de secagem do cefalot?rax do camar?o de forma a dar respaldo a ind?stria para viabilizar o aproveitamento deste subproduto. Neste sentido, foram analisadas as condi??es de processo em secador de bandeja e leito de jorro. Tomando como base estes resultados, foi projetado e constru?do um secador com caracter?sticas espec?ficas para a secagem do cefalot?rax. As isotermas de dessor??o foram obtidas pelo m?todo din?mico nas temperaturas de 20, 35 e 50? C e na faixa de 10-90% de umidade relativa. Foi observado que o produto em p? pode ser conservado com maior estabilidade para umidade relativa inferior a 40%. As curvas de secagem do secador de leito fixo foram ajustadas pelos modelos: exponencial simples, biparam?trico e de Page. O modelo exponencial biparam?trico descreveu mais adequadamente todas as condi??es de secagem estudadas. Os ensaios realizados no jorro mostraram uma alta taxa de secagem para o material na forma de pasta em leitos fluidodinamicamente ativos, mostrando a necessidade de uma alimenta??o em intervalos de tempo mais curtos para aumentar a efici?ncia t?rmica do processo. O secador projetado, a partir dos resultados obtidos, foi um secador rotat?rio com recheio de inerte, alimenta??o cocorrente, descarga em um ciclone para promover a separa??o g?s-s?lido, e alimenta??o realizada em intervalos de 2 minutos. A otimiza??o do equipamento projetado atrav?s do planejamento fatorial completo 24, teve como vari?veis independentes a temperatura e a velocidade do ar, a vaz?o de alimenta??o e a concentra??o de encapsulante (albumina), e, como vari?veis respostas a efici?ncia t?rmica, a umidade do p? obtido, o tempo total do ensaio e a efici?ncia de produ??o do p? em diversos pontos do processamento. Os resultados mostraram que o secador rotat?rio com recheio de inerte tamb?m pode apresentar bons resultados se aplicado industrialmente

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BriggidaDM.pdf: 1596693 bytes, checksum: 9715f450449b483eb851c1d730270c57 (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / The rotary dryer is one of the most used equipments in processing industries. Its automatic control mode of operation is important specially to keep the moisture content of the final product in the desired value. The classical control strategies, like PID (proportional integral derivative) control, are largely used in the industrial sector because of its robustness and because they are easy to be implemented. In this work, a data acquisition system was implemented for monitoring the most relevant process variables, like: both inlet and outlet drying air temperature, dryer rotation, outlet air speed and humidity, and mass of the final product. Openloop tests were realized to identify a mathematical model able to represent the drying process for the rotary system. From this model, a PID controller was tuned using a direct synthesis method, assuming a first order trajectory. The PID controller was implemented in the system in order to control the inlet drying air temperature. By the end, closedloop tests (operating in automatic mode) were realized to observe the controller performance, and, after setting the best tune, experiments were realized using passion fruit seeds as raw material. The experiments realized in closedloop showed a satisfactory performance by the implemented control strategy for the drying air temperature of the rotary system / O secador rotat?rio ? um dos equipamentos amplamente utilizados nas ind?strias de processamento. Sua opera??o em modo de controle autom?tico ? importante para manter, principalmente, a umidade do produto final na especifica??o de interesse. As estrat?gias de controle cl?ssicas, tais como o controle PID (proporcional integral derivativo), s?o largamente utilizadas no setor industrial devido ? sua robustez e facilidade de implementa??o. Neste trabalho foi implementado um sistema de aquisi??o de dados para o monitoramento das vari?veis mais relevantes do processo de secagem, tais como: temperatura do g?s na entrada e na sa?da do secador, rota??o do tambor, velocidade e umidade do ar na sa?da do secador, e massa do produto final. Testes em malha aberta foram realizados para identificar um modelo matem?tico capaz de representar o processo de secagem no sistema rotat?rio. A partir deste modelo, o controlador PID foi sintonizado utilizando o m?todo de s?ntese direta e admitindo uma trajet?ria de primeira ordem. O controlador PID foi implementado no sistema com o objetivo de controlar a temperatura do ar de secagem na alimenta??o do secador. Por fim, testes em malha fechada (operando em modo autom?tico) foram realizados para observar o desempenho do controlador e, com a melhor sintonia definida, experimentos com a mat?riaprima, rejeito de maracuj?, se procederam. Os ensaios realizados em malha fechada permitiram verificar um desempenho satisfat?rio da estrat?gia de controle implementada para a temperatura do ar de secagem do sistema rotat?rio

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-12-29T17:01:51Z No. of bitstreams: 1 BriggidaDantasDeMoura_TESE.pdf: 2291552 bytes, checksum: 2fb9f82bd1437c5af48a519b0910e04e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-02T19:38:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BriggidaDantasDeMoura_TESE.pdf: 2291552 bytes, checksum: 2fb9f82bd1437c5af48a519b0910e04e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-02T19:38:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BriggidaDantasDeMoura_TESE.pdf: 2291552 bytes, checksum: 2fb9f82bd1437c5af48a519b0910e04e (MD5) Previous issue date: 2016-04-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A crescente atividade industrial de beneficiamento de polpas de frutas ? respons?vel pela gera??o de uma quantidade significativa de subproduto na forma de res?duos, constitu?dos basicamente de semente, casca e baga?o da fruta. Tais res?duos ainda s?o pouco aproveitados e o seu descarte direto pode resultar em preju?zos ambientais consider?veis. Portanto, ? de grande interesse cient?fico e tecnol?gico o desenvolvimento de estrat?gias para agregar valor econ?mico a estes res?duos. A secagem, por ser um dos processos mais utilizados na preserva??o de produtos aliment?cios, representa uma alternativa interessante de aproveitamento dos res?duos, podendo gerar um material com potencial aplica??o na forma de ingrediente para ra??o animal. Neste trabalho, foi realizado um estudo de secagem do res?duo de maracuj? atrav?s de um secador rotat?rio com recheio de inertes e fluxo concorrente, operando com alimenta??o intermitente do material. Diferentes condi??es de intermit?ncia e de temperatura do ar de secagem foram estudadas experimentalmente com o objetivo de avaliar o comportamento de resposta na sa?da do secador das seguintes vari?veis: umidade do s?lido; umidade do ar; temperatura do ar; e massa produzida cumulativamente ao longo da secagem. Tamb?m, um modelo matem?tico do processo foi implementado com o objetivo de descrever o comportamento de resposta din?mica nas condi??es estudadas. Tal modelo matem?tico foi escrito com base nos balan?os de massa e energia das fases s?lido e g?s (ar de secagem), resultando num sistema de equa??es diferenciais parciais (EDP), onde as vari?veis do processo (umidade e temperatura do s?lido e do g?s) s?o dependentes do tempo e do espa?o (dire??o da coordenada axial do secador). As propriedades fisico-quimicas e composicional do res?duo de maracuj? foram avaliadas e permitiram inferir importantes par?metros necess?rios ao modelo matem?tico. Testes iniciais de secagem em camada delgada demonstraram que a cin?tica de secagem apresenta uma caracter?stica de taxa constante, com constante de secagem dependente linearmente da temperatura. Um comportamento similar foi verificado no ajuste do modelo matem?tico do secador rotat?rio com os dados experimentais, onde se observou que a constante de secagem no termo de transfer?ncia de massa tamb?m apresentou forte correla??o com a temperatura de opera??o. De um modo geral, os valores calculados pelo modelo matem?tico acompanharam adequadamente a evolu??o de resposta de todas as vari?veis do processo, para todas as condi??es estudadas. Analisando-se a influ?ncia das condi??es operacionais em rela??o aos par?metros do modelo, observou-se que a dispers?o axial e a velocidade do s?lido foram influenciadas moderadamente pela intermit?ncia de alimenta??o, enquanto a constante de secagem e o coeficiente convectivo de transfer?ncia de calor foram fortemente influenciados pela temperatura. A partir do ajuste do modelo matem?tico do secador com as condi??es experimentais estudadas, simula??es explorat?rias foram feitas usando o modelo matem?tico em diferentes vaz?es de alimenta??o do material, tanto em regime cont?nuo quanto intermitente. O prop?sito principal com tais simula??es foi de avaliar qual a caracter?stica dimensional de projeto (L/Dc) do secador capaz de garantir uma melhor produ??o de material e que atenda uma especifica??o de umidade do produto. Tais resultados demonstraram a capacidade do modelo matem?tico para avalia??o dimensional de projeto b?sico, podendo ser tamb?m aplicado tanto na otimiza??o do processo quanto na implementa??o de estrat?gias avan?adas de controle. / The industrial fruit pulp processing is responsible for the generation of a significant amount of by-product in waste form, consisting essentially of seed, husk and rest of the fruit. These subproducts are still underutilized and their direct discard may result in considerable environmental damage. Therefore, it is of great scientific and technological interest to develop strategies able to add economic value to these waste. Drying is one of the processes most used for preservation of food products and represents an alternative for use in fruit waste. Drying processes can produce materials with potential application, mainly in form of ingredient for animal food. In this work, a drying study of passion fruit waste was performed using a rotary dryer containing inert loading and operating in concurrent flow with intermittent feed of material. Different experimental conditions were studied for intermittent material feed and air temperature, in order to evaluate the response behavior at the dryer outlet, verifying the following variables: moisture content of material; air absolute humidity; air temperature; mass (produced cumulatively during drying). Also, a mathematical model of the process was developed and implemented in order to describe the dynamic response characteristics in the studied conditions. This mathematical model was written based on microscopic balance of mass and energy for solid and gas phases, resulting in partial differential equations (PDE), where the process variables (temperature and moisture for solid and gas) are dependent on the time and space. Some physicochemical and compositional properties of passion fruit waste were evaluated, allowing to infer important parameters for the mathematical model. Drying in thin layer showed that the drying kinetics presents a characteristic of constant rate dependent linearly with the drying temperature. A similar behavior was observed in fitting the mathematical model of rotary dryer with the experimental data. It was noted that the drying constant for the mass transfer term also presented a strong correlation with the operating temperature. In general, the values calculated by the mathematical model were adequate in respect to all response variables and for all conditions studied. Analyzing the influence of operating conditions with respect to the model parameters, it was observed that the axial dispersion and the velocity of the solid were influenced moderately by the feed intermittence, while the constant of drying and the convective coefficient of heat transfer were strongly influenced by the temperature. From the mathematical model adjusted with the experimental conditions, exploratory simulations were performed in both continuous and intermittent regime and assuming different conditions of flow for the material. The main purpose with such simulations was to investigate the dimensional design feature (L/Dc) of the dryer, able to ensure better production and to comply with a product moisture specification. These results demonstrated that the mathematical model is able to perform a dimensional evaluation in equipment design as well as it can be applied for process optimization and advanced process control.