Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T09:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_JoseEduardodeLima_M.pdf: 24271956 bytes, checksum: a14f0c8fa24b0d1d0c52f028384fd443 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Vários simuladores tridimensionais de geometria de fraturas criadas hidraulicamente estão descritos na literatura. Entretanto, em sua grande maioria, requerem esforços computacionais que não são compatíveis com sua utilização comercial ou em tempo real. Para atenuar este problema, hipóteses simplificadoras são introduzidas, resultando os chamados modelos pseudo-tridimensionais de geometria de fratura. Vários desses modelos pseudo-tridimensionais foram analisados, com o objetivo de se entender suas hipóteses simplificadoras, suas aplicações e limitações de uso, e constam desta dissertação. Esta dissertação descreve também o desenvolvimento de um modelo quase-analítico para simulação tridimensional de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente, assumindo que a fratura é plana e elíptica. Expressões analíticas desenvolvidas por Shah e Kobayashi são usadas para a determinação das tensões, das deformações e dos fatores de intensidade de tensões. Estas expressões baseiam-se na hipótese que a pressão líquida interna à fratura pode ser representada por um polinômio de terceiro grau, como segue: p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X¿ + 'P IND. 01 POT. Z¿ + 'P IND. 20 POT. X POT. 2¿ + 'P IND. 11 POT. XZ¿ + 'P IND. 02 Pot.Z POT. 2¿ + P IND. 30 POT. X POT. 3¿ + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z¿ + P IND. 12 POT. XZ POT. 2¿ + P IND. 03 POT. Z POT. 3¿. Estas hipóteses simplificadoras também foram utilizadas por Palmer, Luiskutty, Boutéca e Rueda, embora com diferente número de termos do polinômio. O modelo aqui proposto é baseado no de Rueda, e permite a simulação de fraturas com contrastes simétricos de tensões horizontais confinantes, entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. A qualidade dos resultados fica bastante prejudicada, quando se trabalha com contrastes assimétricos de tensões, necessitando o modelo novos desenvolvimentos para melhor tratar estas assimetrias. No modelo proposto, um esquema diferente foi utilizado para a implementação do fluxo de fluido para a formação, perdido por filtração, inclusive no que se refere a perda inicial de filtrado (spurt loss). Apresentou-se também um esquema diferente para o cálculo da viscosidade aparente média, quando se está trabalhando com fluidos não- Newtonianos. Dois critérios de propagação de fratura foram testados e comparados. Ambos utilizam aproximações para computar a propagação relativa entre pontos da borda da fratura, baseado nos fatores de intensidade de tensões. Buscou-se também aplicar um critério baseado na maximização da energia total liberada / Abstract: Several models for the development of a fully three-dimensional hydraulic fracturing simulator have been described in the literature. However, most of them result in systems that require computational efforts not compatible with the direct application in the field. In order to attenuate this problem, simplified assumptions are introduced, resulting in pseudo three-dimensional models that allow simulations in real time. This dissertation describes the development of a model for numerical simulation of hydraulic ftacture propagation, assuming that the ftacture is planar and elliptical. Analytical expressions developed by Shah and Kobayashi are used for the determination of stresses, strains and stress intensity factors. These expressions assume that the net pressure in the ftacture can be represented by a polynomialof third degree, as follows: p(x,z) = P00+ 'P IND. I0 POT. X¿ + 'P IND. 01 POT. Z¿ + 'P IND. 20 POT. X POT. 2¿ + 'P IND. 11 POT. XZ¿ + 'P IND. 02 Pot.Z POT. 2¿ + P IND. 30 POT. X POT. 3¿ + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z¿ + P IND. 12 POT. XZ POT. 2¿ + P IND. 03 POT. Z POT. 3¿. The same basic assumption was also used by Palmer, Luiskutty, Boutéca and Rueda, although with diferent numbers of terms in the polynomial. The current model is based on Rueda' s work, and allows the simulation of layers with confining stress contrasts that are not necessarily syrnmetric with respect to the horizontal axis of the ellipsis. The results' quality is poor when we do not have syrnmetrical confining stress cont (asts. Differents chemes are tested for the implementation Carter's approach for the leakotI, and for the computation of average apparent viscosity when non-Newtonian fluids are considered. Two differents propagation criteria are tested and compared. Both of them use simplified approaches to compute the relative extensions among the points on the fracture front, based on the stress intensity factors. An attempt to apply an energy based criterion was performed. However, the implementation was discontinued due to dificulties in developing a reliable algorithm / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Denis Jose Schiozer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guedes_SolangedaSilva_D.pdf: 13102319 bytes, checksum: e8ce55e85a643438e655bad9ce693bd9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Os avanços atuais na área de caracterização de reservatórios são capazes de fornecer descrições de reservatórios que resultam em malhas de discretização com centenas de milhares a dezenas de milhões de blocos. Durante a simulação numérica de fluxo multifásico, estas informações podem ser consideradas através de técnicas de mudança de escala. O procedimento usual considera pseudo-funções multifásicas e o método proposto por Kyte e Berry (1975) é largamente utilizado. Esta tese apresenta um modelo computacional multiescala para fluxo multifásico que trata o processo de mudança escala de forma implícita e sem o uso das pseudo-funções. Na metodologia proposta, urna seqüência de problemas locais são resolvidos em subdomínios da malha fina, obtendo assim urna melhor aproximação na malha grossa, mas com um custo computacional menor do que a resposta da malha fina. A principal vantagem deste novo procedimento de mudança de escala é tomar tal tarefa um processo implícito durante a etapa de solução do problema, contornando alguns problemas de ordem prática durante aplicações das pseudo-funções tradicionais. Os resultados apresentados tratam problemas bidimensionais em meios homogêneos e heterogêneos e duas fases: óleo e água. Alguns exemplos são utilizados para comparar este procedimento e o programa PSEUDO, um módulo de mudança de escala baseado em pseudo-funções e disponível no simulador comercial ECLIPSE / Abstract: Advances in petroleum reservoir descriptions have provided an amount of data that can not be handled directly during numerical simulations. This detailed geological information must be incorporated into a coarser model during multiphase fluid flow simulations by means of some upscaling technique. The most used approach is the pseudo relative permeabilities and the more widely used is the Kyte and Berry method (1975). In this work, it is proposed a multi-scale computational model for multiphase tlow that implicitly treats the upscaling without using pseudo functions. By solving a sequence of local problems on subdomains of the refined scale it is possible to achieve results with a coarser grid without expensive computations of a fine grid model. The main advantage of this new procedure is to treat the upscaling step implicitly in the solution process, overcoming some practical difficulties related the use of traditional pseudo functions. Results of bidimensional two phase flow simulations considering homogeneous and heterogeneous porous media are presented. Some examples compare the results of this approach and the commercial upscaling program PSEUDO, a module of the reservoir simulation software ECLIPSE / Doutorado / Doutor em Engenharia de Petróleo

Orientador: Milton Mori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_JoseJailsonNicacio_D.pdf: 8337754 bytes, checksum: 677214454b8c1e6f9d55d01e7142949e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Reatores de Leito Fluidizado Circulante são bastante utilizados na industria química e petroquímica, principalmente em processos de craqueamento catalítico e de combustão. A simulação numérica é ferramenta indispensável para o desenvolvimento e otimização destes reatores. Neste trabalho, um modelo fluidodinâmico baseado no modelo de dois fluidos, no qual o gás e as partículas são tratados como fases contínuas e totalmente interpenetrantes, foi utilizado na simulação da fluido dinâmica de reatores de leito fluidizado circulante. Analisa-se a sensibilidade do modelo fluido dinâmico com relação a parâmetros da teoria cinética do escoamento de materiais granulares. Analisa-se também o efeito do termo de transferência de energia cinética turbulenta entre as fases gasosa e particulada na fluidodinâmica. Utiliza-se o modelo de turbulência k-epislon para estimativa dos coeficientes de transporte da fase gasosa. Para a fase particulada, o modelo invíscido, o modelo newtoniano com viscosidade obtida experimentalmente (da literatura) e o modelo cinético do escoamento de materiais granulares (KTGF) foram utilizados e os resultados analisados. No modelo cinético do escoamento de materiais granulares os coeficientes de transporte dependem da temperatura granular, para a qual tem-se uma equação de conservação. A temperatura granular depende de parâmetros da teoria cinética do escoamento de materiais granulares e da sua condição de entrada. Os resultados comprovam que as partículas tendem a concentrarem-se nas regiões de menor temperatura granular e também mostram uma sensibilidade do modelo a estes parâmetros, mais fortemente aos coeficientes de restituição partícula-partícula e partícula-parede. Mostraram ainda que o termo de transferência de energia cinética do movimento flutuante é importante em sistemas com recirculações internas. O método dos volumes finitos com arranjo colocalizado foi utilizado na discretização do modelo. A solução foi obtida iterativamente resolvendo-se linha por linha com TDMA (Tri-Diagonal Matrix Algorithm). Com relação ao método numérico, mostra-se. que a interpolação do momentum e não da velocidade propriamente dita, para o cálculo das velocidades da fase particulada, nas faces do volume de controle, elimina as oscilações numéricas observadas para o caso de interpolação das velocidades no cálculo dos fluxos nas faces / Abstract: Circulating Fluidized Bed (CFB) reactors are used in a variety of industrial applications especially related to combustion and catalytic cracking. The fluid dynamic prediction of CFB is fundamental in its development and optimisation. In this work, a computer code for the simulation of the fluid dynamics of Circulating Fluidized Bed Reactors was developed. The Finite Volume Method was used to make the discretization of the mathematical model. The fluid dynamic model is based on the two fluid model, in which both the gas and particle phases are considered to be continuos and fully interpenetrating. With relation to mathematical model of CFB reactors, the sensitivity of the model to parameters of the Kinetic Theory of Granular Flows was analyzed. The effect of the turbulence transfer between the gas and particle phases was also analyzed. The k-Epsilon turbulence model, modified to consider the presence of the particle phase, was used to calculate the effective viscosity of the gas phase. Since there is no consensus about the effective stresses in the particle phases, the inviscid model, the Newtonian fluid model with experimentally obtained viscosity constant and the model of the emerging kinetic theory of granular flows (KTGF) have been used to simulate the fluid dynamics of the CFB reactors and the results were analysed. In the kinetic theory of granular flows the particle phase transport coefficients are dependent on the granular temperature, which intern has a transport equation. The granular temperature depends on parameters of the kinetic theory and also of the inlet conditions. The results confirm that the particles tends to concentrate in the regions of lower granular temperature, also showing a high sensitivity of the model to the parameters of the kinetic theory of granular flows, especially to the particle-particle and particle-wall coefficients of restitution. Further analyses showed that the interface turbulence transfer is very important for systems with high particle concentration and internal recirculations. With relation to the numerical method, in order to calculate the particle velocities at the faces of the control volumes, the results show that numerical oscillations are present when the calculation is carried out using linear interpolation of the particle phase velocities, in the collocated grid. The results also show that the numerical oscillation is eliminated by calculating the particle phase velocities at the faces of the control volumes by interpolating the particle phase momentum. The results were obtained by using a computer code developed by the authors. The finite volume method with the collocated grid, the hybrid interpolation scheme, the false time step strategy and the SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) algorithm were used to obtain the numerical solution / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Paulo S. G. Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-26T03:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiasNeto_AmericoFerraz_M.pdf: 3886508 bytes, checksum: 264af38b21caa882dda0e350ac66f6bf (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: No Brasil o complexo sucroalcooleiro ocupa lugar de destaque, com 5,4 milhões de hectares de cana colhida para a industria em 1998, destes, o Estado de São Paulo contribui com 2,5 milhões de hectares. O setor agrícola - plantio e colheita -representa cerca de 65% dos custos na produção de álcool e açúcar, dentro deste setor, aproximadamente 17% do custo é destinado à etapa de plantio. O baixo rendimento das operações semi-mecanizadas de plantio - no plantio convencional um trabalhador planta em média 0,27 baldia - é justificativa para o desenvolvimento de um mecanismo para o plantio mecanizado, tendo como objetivo a distribuição uniforme de mudas. Este trabalho teve como objetivo principal o aprimoramento de um dispositivo de dosagem de toletes de cana-de-açúcar a partir de recursos de engenharia, afim de viabiliza-Io para futura aplicação em campo. Os recursos computacionais utilizados foram: o WM3D durante a simulação virtual dos modelos propostos a partir das modificações das variáveis no modelo original; o MatLab para a otimização das respostas geradas durante a simulação e o Excel para realizar a análise estatística dos resultados do protótipo construido. O modelo otimizado, quando simulado com apenas um dos diâmetros de tolete em análise, apresentou resultados satisfatórios, tendo suas características compatíveis às dos modelos que apresentaram condição ideal de operação. As simulações do modelo otimizado para variações do diâmetro do tolete da ordem de 10 mm, apresentaram como resposta incidência de células com excesso de toletes, esta resposta também foi verifica nos resultados experimentais. A análise dos resultados experimentais, indica que a configuração de operação C1R1 - Calha de Alimentação comtoletes e velocidade de rotação do Cilindro Dosador de 3,1 rpm - foi a que apresentou os melhores respostas para incidência de toletes nas células / Abstract: Brazilian production of alcohol and sugar holds an important position among producing countries in the world, exhibiting 5.4 millions ofhectares ofharvested sugarcane for industry in 1998. The State of São Paulo contributes with 2.5 millions of hectares of that total. The agricultural operations of planting and harvesting represent approximately 65% of the total sugar and alcohol production costs. Around 17% of the agricultural operation costs is due to planting. The low yielding for conventional planting operations where an operator plants about 0.27 ha/day justifies the development of a mechanism, aiming a uniform plant distribution. This work intends to improve a sugarcane billets dosage device based on engineering resources, making it feasible for future field application. The computational aids employed were: WM3D for the virtual simulation of the proposed models; MatLab to calculate the optimization equations solution and Excel to perform the statistica1 analysis of the data generated by the tests with the real prototype. The optimization model simulated with on1y one of the analyzed sugarcane diameters, showed satisfactory results, with characteristics compatible with the models presenting ideal operational conditions. Optimized model simulations for cane diameter varying of 10 mm, showed cells filled with excess of billets which is in agreement with the experimental results. The experimental results analyzed indicate that the operation configuration C1R1 - Feeding Channel with billets and Dosage Cylinder rotation velocity of 3.1 rpm - presented the better response to billets incidence in the cells / Mestrado / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Jose Augusto Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T03:40:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MarceloAugustoLeiguide_D.pdf: 2536454 bytes, checksum: e6b7b04a86269a86d80c23d8503c0772 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresentamos nesta tese, resultados de diversos estudos envolvendo a simulação CORSIKA de Chuveiros Atmosféricos Extensos. Estudamos a eficiência de métodos de reconstrução de parâmetros fundamentais dos chuveiros, partindo dos dados fornecidos pela simulação. Inicialmente, analisamos como os diferentes modelos de interação hadrônica de alta energia influenciam no fluxo de múons ao nível do mar. Então, estudamos diferentes funções de distribuição longitudinal e lateral para chuveiros de energias típicas às observadas em arrays de detetores. Com seus resultados e utilizando-se dos dados produzidos pela simulação, podemos comparar os resultados dos métodos de reconstrução com os parâmetros inicialmente simulados. Testamos, assim, a precisão na determinação na posição do eixo, no tamanho do chuveiro, na energia do primário, na direção de chegada e no livre caminho médio da interação próton-ar. Estendemos, então, algumas destas análises às energias mais altas, com condições experimentais similares à do Observatório Pierre Auger / Abstract: We present in this thesis, results of several studies with CORSIKA silmulation of Extensive Air Showers. We study eficiency of reconstruction methods of showers¿ fundamental parameters, starting from simulation data. We begin with an analysis of how the different hadronic high energy models influentiate in the sea level muon flux. Then, we study different longitudinal and lateral distribution functions at tipical detector arrays energies. With the results of this study and using the simulation, we compare reconstruction methods results with simulated parameters. We test precisions on the determination of shower axis position, size, primary energy, arrival direction and proton-air mean free path interaction. We extend, then, some of these analysis for the highest energies, with experimental conditions similar to the Pierre Auger Observatory / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Edson Moschim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T23:28:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guido_RodrigoCapobianco_M.pdf: 2443806 bytes, checksum: 14a1dc0cf3e1046eaf83e9556493259e (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo descrever o SETCom - Um ambiente planejado para fornecer, através da Internet, cursos de telecomunicações. Para tanto, foram desenvolvidos um simulador sistêmico para uso como laboratório virtual, chamado de SETComSim, um plotador de curvas, chamado de SETComPlot, usado para visualizar qualquer tipo de função necessária para apoio ao texto, uma Base de Informações chamada de SETComBln, onde são agregadas as informações de texto, vídeo e as bibliotecas usuais para o SETComSim e SETComPlot. Outras ferramentas comuns da Internet, como e-maU e chat, foram também agregadas ao sistema. Neste trabalho apresenta-se a modelagem do sistema como um todo, a construção dos elementos mencionados acima e, por fim, uma situação-exemplo é desenvolvida / Abstract: This work aims describing the SETCom - an environment built to provide, through Internet, courses of telecommunications. With this purpose, it were developed, a system simulator to be used as a virtual laboratory, called SETComSim, a p]otter of curves, called SETComPlot, used to view any sort of function to aid the class, a Information Base, called SETComBln other Internet ordinary resources as e-mail, chat and so on. The system model and components are presented, followed by an example of its use / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Morelato França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T23:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milanez_EduardoMedeiros_M.pdf: 3118600 bytes, checksum: 0d8f4ba53c2cf46dcb543bd1b00ae12d (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Uma das etapas da cadeia de fornecimento de produtos derivados de aves como frangos e perus diz respeito ao processo de coleta dos lotes no campo e seu transporte para o abatedouro. Durante este processo, as aves são submetidas a condições extremas de desgaste fisico. Para se reduzir os custos referentes às perdas de peso decorrentes do estresse é necessário minimizar o tempo médio de espera para abate. A programação do serviço de coleta deve, além de perseguir tal objetivo, atender condicionantes próprios do processo tais como coleta ininterrupta das cargas, capacidade de abate das linhas de pendura, estoques de segurança na plataforma de desembarque e tamanho de frota disponível para o transporte. As restrições do problema e sua natureza combinatorial dificultam sua solução. Os programadores da coleta geralmente dispõem de simuladores determinísticos, ferramentas de simulação visual interativa, que os auxiliam na determinação dos horários iniciais de coleta dos lotes que constam dos planos diários de abate. Para garantir soluções de estoque mínimo de segurança em tempo hábil foi desenvolvido uma heurística de construção que implementa uma política de sincronização dos fluxos de chegada e abate. Este procedimento heurístico, objeto central deste trabalho, foi posteriormente incorporado a um simulador atualmente em uso em diversas plantas. A eficácia da heurística na geração de soluções de estoque mínimo é ilustrada através de um estudo de caso. A comparação é feita com soluções otimizadas, obtidas através de programação matemática. Para isto, um modelo do tipo MILP é implementado / Abstract: One of the crucial processes of the poultry industry supply chain involves flocks catching and their transportation to the slaughter house. During the process the birds undergo extreme physical stress. In arder to reduce the costs that relate to stress induced weight loss it is necessary to minimize the average waiting time from arrival to hanging. The catching schedule of the flocks must pursue that goal. It also must take into account specific process constraints such as continuous trucks loading, the hanging lines capacities, the safety stocks requirements and the truck fleet size. These constraints and the combinatorial nature of the problem make it a hard one to solve. The catching schedulers usually make use of deterministic simulators. These interactive visual simulation tools allow them to determine the catching start time for alI flocks in the daily slaughtering plano A constructive heuristic was developed to find a minimum stock solution in a reasonable time. It enforces a sincronization policy for the arrival and hanging birds flows. This procedure was later embedded in a simulator that is currently in use in several plants. The efficacy on generating minimum stock solutions is shown in a case study. Heuristic solutions for small instances were compared to optimized solutions obtained by MILP models / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Sueli_M.pdf: 5014172 bytes, checksum: 54dca8791ae3ad2c0740543b8047dfb6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A dextrana é polissacrideo obtido a partir da sacarose, matéria prima barata e abundante no mercado Brasileiro. Sua aplic.ação depende fortemente de seu peso molecular, o qual pode variar de alguns milhares a milhões de daltons. A enzima utilizada para obtenção de dextrana é exógena e estável nas condições ótimas de síntese, o que toma a síntese enzimática viável. Entretanto a dextrana é tradicionalmente obtida por fermentação devido ao alto custo da enzima. O objetivo deste trabalho é o estudo da viabi1idade da utilização de um sistema contínuo para obtenção de dextrana através da síntese emimática,em escala industrial. O sistema proposto é baseado no processo CARE onde ocorre adsorção e dessorção da enzima, sendo a mesma continuamente reciclada no processo e reutilizada. Essa prática permite o reaproveitamento da enzima e conseqüentemente a redução dos custos. A adsorção e dessorção da enzima ocorre em tanques perfeitamente agitados, sendo que a reação enzimática ocorre com a enzima livre no estágio de dessorção. O processo CARE é constituído de dois tanques agitados e foi proposto para purificação de proteínas. A proteina é adsorvida no primeiro estágio, onde ocorre a separação dos produtos indesejados, sendo posteriormente dessorvída no segundo estágio e recuperada. O sistema proposto neste trabalho é constituído de três tanques agitados, sendo dois deles destinados a adsorção da enzima e um deles a dessorção e reação enzimática. Com a modelagem do sistema foram realizadas diversas simulações. Os resultados obtidos com o sistema triplo estágio, proposto neste trabalho, foram comparados com os obtidos com a utilização de um modelo duplo estágio. Um modelo mais realístico que leva em conta as de resistências à transferência de massa na modelagem do sistema duplo estágio também foi desenvolvido. Foi também considerada a presença do tampão de dessorção na modelagem do sistema. Foi realizado um estudo da viabilidade da utilização de redes neurais para determinação da taxa de reação enzimática. Para isso foi realizada uma modelagem híbrida do sistema duplo estágio. O estudo da viabilidade da aplicação do sistema em processos industriais foi baseado em dados experimentais de rendimentos em escala industrial. Esse procedimento aproxima os resultados obtidos por simulação das condições reais de síntese. A síntese enzimática é uma alternativa interessante, pois apresenta uma maior facilidade de controle do processo além de um maior rendimento. Os resultados obtidos levam a conclusão da viabilidade de aplicação do sistema proposto em escala industrial, tendo sido inclusive realizada uma estimativa do possível faturamemo com a comercialização dos produtos / Abstract: Dextran is a polysacharide obtained fiom sucrose, a common and cheap raw material in Brazil. Its application depends on its molecular weight, that presents a large range. There are dextrans of molecular weight fiom thousands to millions of daltons. The enzymatic synthesis of dextran is possible because the enzyme used to obtain dextran is stable under large conditions, although the tradition process for dextran production is the fermentative one. The goal of this work is to study the viability of dextran enzymatic synthesis using a continuos system. The proposed system is based on the CARE process where the adsorption and dessorption of the enzyme are carried out in stirred tanks and the enzyme is recycled. In this way, the enzyme can be recovered and the production costs are reduced. The enzymatic reaction is carried out in the dessorption tank with the dessorbed enzyme. The CARE process was proposed protein purification. The system consists on two stirred tanks where the protein is adsorbed in the first tank and dessorbed and recoverd in the second tank. In this work a system is proposed which consists on three stirred tanks. In two of them the enzyme is adsorbed and in the another one the enzyme is dessorbed and the enzymatic reation takes place. The results obtained throughout the simulations using the three tanks system, proposed in this work, was compared to the ones obtained with a two tanks. A more realistic model, that takes in account the mass transfer resistances related to enzyme was also developed. The buffers flow rates were also considered in the system modeling. A hybrid model with neural networks was developed to predict the behavior of the two tanks system, in which the enzymatic reaction rate was obtained trough neural network. Based on experimental yields obtained under industrial conditions, the viability of the proposed system was verified for industrial applications / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Gaston E. Barberis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandl_AnaLucia_M.pdf: 2404795 bytes, checksum: 264c98671c83e17725ecfa45f6a93c90 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese trabalhamos com a interpretação de resultados experimentais de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) de impurezas magnéticas (3d e 4f) em monocristais e amostras em pó. Com este objetivo desenvolvemos algoritmos computacionais para simulações e ajustes de espectros de EPR, utilizando um Hamiltoniano de Spin apropriado para cada composto em estudo. No decorrer do projeto de tese os programas desenvolvidos foram aplicados a diversos sistemas, sendo que nesta dissertação apresentaremos os resultados obtidos para três compostos de interesse: - CaB6: Gd3+ - um semicondutor de gap pequeno. Neste caso, fizemos o ajuste da variação angular dos sete campos de ressonância relativos as transições entre os estados ½S = 7/2;Ms) do Gd3+, estudando os efeitos de campo cristalino neste sistema. - Co2+ em NH4NiPO4.6H20 - um fosfato hidratado com interessantes propriedades fisico-químicas. Aqui fizemos a simulação dos espectros de EPR de amostras em pó, conseguindo reproduzir com muita precisão os resultados experimentais, considerando um Hamiltoniano de Spin com interação Zeeman anisotrópica e interação hiperfina. - Li3Fe2(PO4)3-x(AsO4)x - um condutor superiônico. Ajustamos os espectros de EPR de amostras em pó, para temperaturas entre 35 K e 297 K, e apresentamos a variação com a temperatura do fator g, da largura e da intensidade de linha. Para as simulações e ajustes dos espectros de EPR utilizamos um Hamiltoniano de Spin geral com interação Zeeman, interação de campo hiperfino e operadores de campo cristalino, responsáveis pela estrutura fina do espectro : H=µBH.g.S+I.A.S+ åkåkq=-kBqkOqk Os espectros simulados e ajustados foram obtidos utilizando teoria de perturbações até 2ª ordem na deterninação dos níveis de energia do Hamiltoniano de Spin, obtendo a intensidade das linhas através do cálculo das probabilidades de transição entre os níveis e considerando larguras de linha anisotrópicas. Por último, apresentamos uma subrotina gráfica, que trabalha em conjunto com os programas, mostrando a cada execução dos mesmos, os resultados: o espectro dos dados experimentais e o simulado ou ajustado / Abstract: Electron Paramagnetic Resonance (EPR) of magnetic impurities (3d e 4f) in single crystals and powdered samples is a subject of importance in the study of magnetic impurities in solids. The study and analysis of the EPR spectra is the main subject of this work. We developed computational algoritms to simulate and fit EPR spectra, using a suitable Spin Hamiltonian for each compound in study. In the course of this project, we applied those programs to several systems, but here we limite ourselves to present the results obtained for three of those compounds, as follows: - CaB6: Gd3+ - which is a small gap semiconductor. Here, we fitted the angular variation of the seven allowed transitions for Gd3+ ½S = 7/2;Ms) and we got the experimental parameters for the crystal field effect. - Co2+ in NH4NiPO4.6H2O - this is a hydrated phosphate with interesting physical-chemical properties. The powder spectra of this compound was studied, and the fine and hyperfine lines were simulated, and the data adjusted with very high precision. - Li3Fe2(PO4)3-x(AsO4)x - is a superionic conductor. We fitted the powder spectra in this case, for temperatures between 35 and 297 K, and we obtained the temperature dependence ofthe g-factor and the linewidths, and line intensities. In the EPR spectra simulations and fittings, we use a Spin Hamiltonian with Zeeman interaction, hyperfine field interaction and crystal field operators, responsible for the spectrum fine structure: H=µBH.g.S+I.A.S+ åkåkq=-kBqkOqk The simulated and fitted spectra were obtained using perturbation theory up to second order for determination of the Spin Hamiltonian energy levels. The line intensities were obtained calculating the transition probabilities between these energy levels, and we also considered anisotropic line widths. We also present the graphic subroutine developed, which work together with the simulation and fitting programs, showing the results: the experimental spectrum and the simulated or fitted spectrum / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Mario de Jesus Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_AlexandreRodrigues_M.pdf: 3484513 bytes, checksum: f412203a0df7736887e63d3c2e42752f (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Uma das maiores dificuldades encontradas no estudo dos processos de separação por estágios é a grande dimensão dos modelos do processo. Assim, a simulação desses processos envolve um elevado número de equações algébrico-diferenciais não-lineares ocasionando um elevado esforço computacional. Vários pesquisadores têm proposto estratégias que reduzam a dimensão dos modelos, estas técnicas recebem o nome de métodos de redução de ordem e os modelos por ela obtidos são denominados modelos de ordem reduzida. Este trabalho tem como objetivos o desenvolvimento de modelos de ordem reduzida para sistemas de processos de separação por estágios usando a metodologia da colocação ortogonal discreta, a seleção da melhor estratégia de colocação, assim como a seleção do algoritmo mais adequado para a solução das equações do modelo reduzido visando selecionar aquela combinação de estrutura de modelo e de algoritmo que permita obter uma simulação adequada e custo computacional mínimo. A aplicação do método da colocação ortogonal é estendida à solução de equações às diferenças, a partir do desenvolvimento de uma metodologia que unifica o uso do método da colocação ortogonal tanto para a solução de equações diferenciais quanto para a de equações às diferenças. Os resultados obtidos nas simulações realizadas demonstram a viabilidade da aplicação da colocação ortogonal discreta na simulação de colunas de destilação em estado estacionário. O esquema de colocação ortogonal mista levou a uma melhor aproximação em relação à colocação ortogonal mista modificada, além de uma redução considerável no tempo computacional em comparação com o modelo completo / Abstract: One of the largest difficulties found in the analysis of staged separation processes is the great dimension of their models. Thus, the simulation of these processes involves a high number of algebraic-differential equations, causing a high computational effort. Several researchers have been proposing order reduction strategies, that is reduce the dimension of the models. This work has as objectives the development of reduced order models for systems of staged separation processes through collocation strategies, the selection of the best collocation strategy, as well as the selection of the algorithm more adapted for the solution of the equations of the model seeking that combination of model structure and of algorithm that allows to obtain an appropriate simulation and minimum computational cost. The application of the method of orthogonal collocation is extended to the solution of differences equations, starting from the development of a methodology that unifies the use of orthogonal collocation for the solution of differential equations as well as for the one of differences equations. The results obtained in the simulations demonstrate the viability of the application of discrete orthogonal collocation in the simulation of distillation columns in stationary state. The discrete mixed orthogonal collocation led to a better approach than the modified mixed orthogonal collocation. Besides, a considerable reduction in the computational time in comparison to the complete model was obtained. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química