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Desenvolvimento de reator eletroquímico de leito particulado para processo hidrometalúrgico de produção de cobre

Costa, Pedro Henrique de Britto 22 August 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6377.pdf: 3624064 bytes, checksum: 56ae61fcdd47f14e581796897d07e260 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / Typical hydrometallurgical processes for metal production such as zinc, copper, nickel and cobalt, among others, are carried out in huge electrochemical tankhouses since only low current densities can be applied in order to obtain a good deposit quality. In this work, the development of a new equipment was proposed for metal electrowinning from the leached ore extract aiming to overcome the limitations reported. The two pieces of equipment proposed are called three-dimensional electrochemical reactors with pulsed-bed electrode (PBE) and spouted-bed electrode (SBE), which are composed of small particles that provide a great improvement in specific surface area, using only a small amount of reactor volume, allowing high current densities to be applied, consequently diminishing the need for huge electrowinning tankhouses. An analysis and comparison of these two electrodes were based on the dependent variables current efficiency (CE), energy consumption (EC) and space-time yield (Y), that are considered the most important variables affecting electrochemical processes and reactors. Designs of experiments (DoE) were carried out in order to determine the best conditions achievable and also to obtain a deep understanding of the influences of each variable on the electrowinning process. In order to do that, the current density (i), time of packed bed (tp), time of fluidized bed (tf), sulfuric acid concentration (Cs) and electrode thickness (e) were studied. It was verified that time of fluidized bed has a negative effect on the process and must be reduced to its minimal value, which is 2 s, that is enough to recirculate and mix the particles in order to prevent from electrode clogging and also short-circuit. During the packed bed, best electrodeposition rates are achieved and it must be increased to its maximum possible value. Current density also must be increased in order to prevent from anodic zones during the fluidization step. Once established that low CE values are due to existence of anodic zones, it was clear the need of reducing acid concentration to its minimum value (100 g L-1), since lower values would increase the cell potential (Ecell) and cause a dendritic growth that is the major cause of short-circuit. Finally, the best condition was obtained by the union of all this information, allied with the reduction of electrode thickness, in order to make the overpotential profile more even inside the electrode. Thus, the best condition for copper electrowinning using a PBE was 2600 A m-2 of i, 54 s of tp, 116 g L-1 of H2SO4 and 2.4 cm of electrode thickness, providing 100% of EC, 1.7 kWh kg-1of CE and 76 kg m-3h-1of Y. These values are considered much superiors to those found in the conventional copper electrowinning processes. From this experience, it was decided to study the copper electrowinning using a SBE which also have promising features in this field. In this way, the independent variables current density (i), supporting electrolyte concentration (Cs), pH, electrolyte temperature (T) and electrode thickness (e) were studied. It was verified that, in accordance with the results of PBE, the current density must be increased in order to prevent from anodic zones; more concentrated supporting electrolytes improve CE and also decrease Ecell; low pH values also decrease Ecell, although values lower than 1.0 depreciate CE; and the electrolyte temperature have more impact in the dissolution rate than in the electrodeposition rate. In this case, the electrode thickness doesn t improve much, thus the best condition obtained for copper electrowinning into the SBE was: 1.8 M Na2SO4; pH 1.0; T = 40 ºC and e = 2.1 cm, could achieve 97% EC, 2.7 kWh kg-1 CE and 109 kg m-3h-1 Y. With exception to the energy consumption, the SBE presented a better performance than the conventional reactors used in industry, even better than the PBE, once it worked at 100% CE in many conditions imposed. It also presented very much higher Y values than the PBE. Even though, taking into account the hydrometallurgical industry needs, the PBE presented results that would attend those needs, once cost is the major issue in most of industry. Moreover, a difference of only 100 mV in cell potential is responsible for a big reduction in energy consumption and, consequently, cost of production. / Os processos hidrometalúrgicos atuais para produção de metais tais como zinco, cobre, níquel e cobalto, entre outros, empregam grandes tanques de eletrodeposição que demandam uma grande área devido à baixa corrente elétrica que deve ser aplicada para a obtenção de um depósito de qualidade. Neste projeto de pesquisa propõe-se o desenvolvimento de um novo equipamento para a eletrorrecuperação de metais a partir do extrato lixiviado do minério visando superar as limitações apresentadas anteriormente. Os equipamentos propostos, denominados reatores eletroquímicos tridimensionais de eletrodo de leito pulsante (ELP) e de eletrodo de leito de jorro (ELJ), são compostos por pequenas partículas que proporcionam uma área superficial específica elevada em pequenos volumes de equipamento, permitindo-se assim que valores de corrente elevados possam ser aplicados, diminuindo assim a necessidade de grandes tanques de eletrorrecuperação. Os diferentes eletrodos foram analisados em função da eficiência de corrente (EC), consumo energético (CE) e rendimento espaço-tempo (Y) do processo de eletrodeposição. No reator com ELP foram realizados planejamentos estatísticos para se determinar a condição otimizada do processo além de se conhecer qual a influência de cada variável independente no processo. Para isto foram realizados experimentos variando-se a densidade de corrente elétrica (i), o tempo de leito fixo (tp), o tempo de leito fluidizado (tf), a concentração de eletrólito suporte (Cs) e a espessura do reator (e). Verificou-se que o tempo de leito fluidizado apresenta efeito negativo no processo, devendo ser reduzido ao mínimo valor possível, que seja suficiente para realizar sua função de movimentar e homogeneizar as partículas, evitando aglomeração e curto-circuito. Verificou-se que um valor de tf igual a 2 s é suficiente para isto, desde que o pulso seja realizado de forma a misturar as partículas, evitando um curto-circuito. Durante o estado de leito fixo, melhores taxas de eletrodeposição de metais foram obtidas e, por esta razão, a variável tp deve ser maximizada. A i também deve ser maximizada para reduzir, ou mesmo impedir, a existência de zonas anódicas durante a fluidização do leito. Uma vez estabelecido que os baixos valores de EC foram atribuídos à existência de zonas anódicas, ficou evidente a necessidade de se reduzir a concentração de ácido sulfúrico (eletrólito suporte) ao limite mínimo de 100 g L-1, sendo que valores menores causam um aumento demasiado do potencial de célula e como consequência um crescimento dendrítico do eletrodepósito de cobre sobre a partícula, provocando o curto-circuito do sistema devido ao contato de eletrodepósito com o contra-eletrodo. Por fim, a condição ótima foi encontrada através do uso de técnicas estatísticas. Uma condição necessária para se melhorar a performance do reator eletroquímico foi a diminuição da espessura do reator, de maneira a melhorar a distribuição do sobrepotencial no eletrodo, diminuindo zonas de dissolução anódica. A condição ótima obtida para a eletrorrecuperação de cobre em ELP foi de 2600 A m-2, tp = 54 s,116 g L-1 de H2SO4 e espessura de 2,4 cm, proporcionando 100% de EC, 1,7 kWh kg-1 de CE e 76 kg m-3h-1 de Y, valores superiores aos obtidos no processo convencional da indústria hidrometalúrgica. A partir da experiência adquirida com o ELP, decidiu-se estudar a utilização do ELJ, uma vez que este reator também apresentaria características hidrodinâmicas promissoras para a eletrorrecuperação de cobre. Desta forma, foram estudadas as variáveis independentes densidade de corrente elétrica (i), concentração de eletrólito suporte (Cs), pH, temperatura do eletrólito (T) e espessura do eletrodo (e) sobre a EC, CE e Y do processo. No caso do ELJ foi utilizado como eletrólito suporte o sulfato e sódio e estudou-se o efeito do pH sobre o processo. Verificou-se que, da mesma forma que o observado para o ELP, a densidade de corrente deve ser maximizada para se evitar zonas anódicas, soluções mais concentradas de ácido favorecem a EC e diminuem o potencial de célula, melhorando o CE, pHs menores também diminuem o potencial de célula, entretanto interferem de forma negativa na EC, sendo que pHs menores que 1,0 devem ser evitados; a temperatura do eletrólito atuou de forma negativa, interferindo mais na reação de dissolução do que na de eletrodeposição. No caso do ELJ, a espessura do eletrodo não apresentou grandes melhorias no processo. A condição ótima obtida foi: 1,8 mol L-1 de Na2SO4; pH 1,0; T = 40 ºC e e = 2,1 cm, que proporcionou 97% de EC, 2,7 kWh kg-1 de CE e 109 kg m-3h-1 de Y. Com exceção do consumo energético, o ELJ apresentou valores bastante superiores aos encontrados na indústria, inclusive superiores aos obtidos no ELP, uma vez que operou a 100% de EC para diversas condições e apresentou rendimento muito superior ao do ELP. Todavia, comparando-se com as necessidades da indústria hidrometalúrgica, o ELP apresentou resultados mais favoráveis do que o ELJ, uma vez que um dos interesses principais da indústria é reduzir o custo do processo, ou seja, a característica mais importante para a indústria hidrometalúrgica de uma forma geral é o consumo energético do processo, de modo que uma diferença de apenas 100 mV no potencial de célula representa uma redução de custos considerável.
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Análise da fluidodinâmica de calor em leito de jorro com alimentação contínua de sólidos pela base.

Lima, Patrícia Moreira 19 August 2004 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPML.pdf: 737070 bytes, checksum: ae6de3b8bdf475d8478886f35646ddfc (MD5) Previous issue date: 2004-08-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this work was to develop a theoretical and experimental study of fluid dynamics and heat transfer in a spouted bed with draft tube, which operates in continuous mode with particles feed through the bottom of the bed. This arrangement was chosen in order to maintain axial symmetry inside the bed. The chosen model was a steady-state model with axial variation, where balance equations describe the behavior of the solid and fluid phases both in the spout and annulus regions. A cylindrical-conical bed was used with draft tube and with a solids feed section attached to a gravitational system. The cylindrical column has 45 cm height and 20 cm diameter. The conical base has 15 cm height and internal angle of 600, and the air entrance has 5 cm diameter. The draft tubes have 5 cm diameter and two different heights of 18 and 28 cm. In the experiments glass spheres (dp=2.6 mm) were used for fluid dynamics and heat transfer study. The experimental conditions were: air flow rates of 2,1 and 2,5 m3/min; solids flow rates of 1100, 1500 and 2000 g/min; air temperatures of 80 and 90ºC; and bed heights of 25 and 35cm. The equations of the model were resolved in the program language Matlab by using numeric functions of high performance. The obtained profiles of the fluid dynamic and thermal model showed coherence in the qualitative aspects, because they agree physically with the expected for the spout. The analysis for quantitative comparison between the model and the experiment showed that the gas temperatures in the exit of the bed were predicted with smaller deviations than 3% and the solids temperatures with smaller deviations than 2%. Therefore, the results indicate that the investigated model can be applied in projects of spouted beds with similar characteristics and the bottom solids continuous feed by gravity maintained the axial symmetry of the bed. / Este trabalho tem como objetivo utilizar um alimentador contínuo gravitacional de sólidos pela base para a análise da fluidodinâmica e a transferência de calor no leito de jorro com tubo interno. O interesse por esta configuração deveu-se à sua vantagem de manter a simetria axial do leito, mesmo em operação contínua. Desta forma, o modelo adaptado em nosso estudo considerou apenas variações axiais no leito para as duas fases sólida e fluida, apresentando equações de balanços para as regiões de jorro e anular. O equipamento utilizado foi um leito cilíndrico cônico com tubo interno e com uma seção de alimentação de sólidos acoplada ao alimentador gravitacional. O corpo cilíndrico tem 45 cm de altura e 20 cm de diâmetro, a base cônica tem 15 cm de altura e ângulo interno de 600 e o diâmetro de entrada do ar é de 5 cm. Os tubos draft têm diâmetro de 5 cm e alturas de 18 e 28 cm. Na realização dos experimentos foram utilizadas esferas de vidro com diâmetro de partícula de 2,6 mm. As condições experimentais estudadas foram: vazão de ar de 2,1 e 2,5 m3/min; vazão de alimentação dos sólidos de 1100, 1500 e 2000 g/mim; temperatura de entrada do ar de 80 e 90 0C; e altura do leito de 25 e 35cm. As equações do modelo foram resolvidas na linguagem Matlab através de funções de tratamento numérico de alta performance. Os perfis obtidos da simulação do modelo fluidodinâmico e térmico mostraram coerência nos aspectos qualitativos, pois são concordantes com o fisicamente esperado para o jorro. A análise por comparação quantitativa entre o modelo e o experimento mostrou que as temperaturas do gás na saída do leito foram preditas com desvios menores que 3% e as temperaturas dos sólidos com desvios menores que 2%. Portanto, os resultados indicam que o modelo avaliado neste estudo pode ser aplicado em projetos de leitos de jorro com mesmas características e o alimentador gravitacional operou continuamente de forma estável, mantendo a simetria axial do leito.
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Estudo da secagem do feij?o verde (Vigna unguiculata L. Walp) - an?lise experimental do processo combinado leito fixo/leito de jorro

Medeiros, Uliana Karina Lopes de 28 May 2004 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UlianaKLM.pdf: 961096 bytes, checksum: ea96b714e4b16cdf30f7ab8d544fc05c (MD5) Previous issue date: 2004-05-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Green bean is considered as one of most traditional Brazilian Northeast dishes. Green beans drying preliminary experiments show that combine processes, fixed-bed/spouted bed, resulted in dehydrated beans with uniform humidity and the recovery of the beans properties after their rehydration. From this assays was defined an initial humidity suited for the spouted bed process. A fixed-bed pre-drying process until a level of 40% humidity gave the best results. The spouted bed characteristic hydrodynamic curves were presented for different beans loads, where changes in the respective beans physical properties were evidenced during the fluidynamic assay, due simultaneous drying process. One 22 factorial experimental design was carried out with three repetition in the central point, considering as entry variables: drying air velocity and temperature. The response variables were the beans brakeage, water fraction evaporated during 20 and 50 minutes of drying and the humidity ratio. They are presented still the modeling of the drying of the green beans in fine layer in the drier of tray and the modeling of the shrinking of the beans of the drying processes fixed-bed and spouted bed / O feij?o verde ? considerado um dos pratos mais tradicionais do Nordeste. Experimentos preliminares de secagem do feij?o verde mostraram que o processo combinado, leito fixo/jorro favorecia a obten??o de gr?os desidratados com umidade uniforme e que ap?s reidrata??o o feij?o recuperava suas propriedades. A partir destes ensaios definiu-se uma umidade inicial adequada ao processamento no leito de jorro. A pr?-secagem em leito fixo at? um n?vel de umidade de 40%, forneceu os melhores resultados. S?o apresentadas as curvas hidrodin?micas caracter?sticas do leito para diferentes cargas de feij?o, onde se evidencia as respectivas mudan?as nas propriedades f?sicas dos gr?os ao longo do ensaio fluidodin?mico, decorrentes do processo simult?neo de secagem. Foi feito um planejamento experimental fatorial 22 com tr?s repeti??es no ponto central, considerando-se como vari?veis de entradas: a velocidade e temperatura do ar de secagem. As vari?veis respostas foram a quebra, a fra??o de ?gua evaporada nos 20 e 50 minutos de secagem, e a raz?o de umidade. S?o apresentados ainda a modelagem da secagem do feij?o verde em camada fina no secador de bandeja e a modelagem do encolhimento do feij?o ao longo dos processos de secagem em leito fixo e leito de jorro
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Secagem de misturas de polpa de frutas tropicais em leito de jorro

Souza, Josilma Silva de 06 November 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JosilmaSS_TESE.pdf: 2718047 bytes, checksum: e7e22cd529d5f342e8515f13653f9c1d (MD5) Previous issue date: 2009-11-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Drying of fruit pulps in spouted beds of inert particles has been indicated as a viable technique to produce fruit powders. Most of the processes employed to produce dried fruit pulps and juices, such as Foam Mat, encapsulation by co-crystallization and spray drying utilize adjuvant and additives (such as thickeners, coating materials, emulsifiers, acidulants, flavors and dyes), which is not always desirable. The fruit pulp composition exerts an important effect on the fruit powder production using a spouted bed. In the study by Medeiros (2001) it was concluded that lipids, starch and pectin contents play an important role on the process performance, enhancing the powder production; however, the drying of fruit pulps containing high content of reducing sugars (glucose and fructose) is practically unviable. This work has the objective of expanding the studies on drying of fruit pulps in spouted bed with aid of adjuvant (lipids, starch and pectin) aiming to enhance the dryer performance without jeopardizing the sensorial quality of the product. The optimum composition obtained by Medeiros (2001) was the basis for preparing the mixtures of pulps. The mixture formulations included pulps of mango (Mangifera indica), umbu (Spondias tuberosa) and red mombin (Spondia purpurea) with addition of cornstarch, pectin and lipids. Different products were used as lipids source: olive and Brazil nut oils, coconut milk, heavy milk, powder of palm fat and palm olein. First of all, experiments were conducted to define the best formulation of the fruit pulps mixture. This definition was based on the drying performance obtained for each mixture and on the sensorial characteristics of the dry powder. The mixture formulations were submitted to drying at fixed operating conditions of drying and atomizing air flow rate, load of inert particles, temperature and flow rate of the mixture. The best results were obtained with the compositions having powder of palm fat and palm olein in terms of the drying performance and sensorial analysis. Physical and physicochemical characteristics were determined for the dry powders obtained from the mixtures formulations. Solubility and reconstitution time as well as the properties of the product after reconstitution were also evaluated. According to these analyses, the powder from the mixtures formulations presented similar characteristics and compatible quality to those produced in other types of dryers. Considering that the palm olein is produced in Brazil and that it has been used in the food industry substituting the palm fat powder, further studies on drying performance were conducted with the composition that included the palm olein. A complete factorial design of experiments 23, with three repetitions at the central point was conducted to evaluate the effects of the air temperature, feeding flow rate and intermittence time on the responses related to the process performance (powder collection efficiency, material retained in the bed and angle of repose of the inert particles after the process) and to the product quality (mean moisture content, loss of vitamin C and solubility). Powder production was uniform for the majority of the experiments and the higher efficiency with lower retention in the bed (59.2% and 1.8g, respectively) were obtained for the air temperature of 80?C, mixture feed rate of 5ml/min in intervals of 10 min. The statistical analysis of the results showed that the process variables had individual or combined significant influences on the powder collection efficiency, material retention in the bed, powder moisture content and loss of vitamin C. At the experimental ranges of this work, the angle of repose and solubility were not influenced by the operating variables. From the results of the experimental design, statistical models were obtained for the powder moisture content and loss of vitamin C / A secagem de polpas de frutas em secador de leito de jorro com part?culas inertes tem sido indicada como uma fonte alternativa para a produ??o de polpas de frutas em p?. A maioria dos processos empregados na produ??o de polpas e sucos de frutas, tais como Foam Mat, encapsula??o por co-cristaliza??o, secagem por atomiza??o em spray dryer, envolvem a utiliza??o de uma s?rie de adjuvantes e aditivos (espessantes, encapsulantes, emulsificantes, acidulantes, aromas e corantes). Na obten??o de polpas de frutas em p? no leito de jorro, a composi??o da fruta exerce importante efeito sobre o desempenho do processo. Estudos realizados por Medeiros (2001) revelaram que tanto os lip?dios como o amido e a pectina presentes nas frutas facilitam a produ??o do p?, por?m a secagem de polpas de frutas com elevado teor de a??cares redutores (glicose e frutose) era praticamente inviabilizada. O objetivo do presente trabalho foi ampliar os estudos relativos ? secagem de misturas de polpas de frutas, em leito de jorro acrescidas de adjuvantes (lip?dios, amido e pectina), visando obter uma melhor performance do secador sem o comprometimento da qualidade sensorial e da composi??o do produto. A prepara??o destas misturas foi baseada na composi??o ?tima encontrada por Medeiros (2001). Foram formuladas misturas de polpas de frutas (manga, umbu e seriguela) com adi??o de adjuvantes (amido de milho, pectina e lip?dios). Como fonte de lip?dios foram utilizados diferentes tipos de produtos: azeites extra virgem de oliva e de castanha do Par?, leite de coco, creme de leite, gordura da palma em p? e ole?na de palma. Inicialmente, foram realizados experimentos para selecionar a melhor formula??o para a mistura de polpas de frutas. Esta sele??o se baseou no desempenho da secagem de cada mistura e caracter?sticas sensoriais do p?. Para tanto, as misturas foram submetidas ? secagem, em condi??es operacionais (vaz?o do ar de secagem e de atomiza??o, carga de inerte, temperatura e vaz?o de alimenta??o) fixas. Os resultados mostraram que entre as formula??es desenvolvidas, aquelas que continham gordura de palma em p? e ole?na de palma em sua composi??o, al?m de bem avaliadas nos testes sensoriais, se adequaram bem ao processo de secagem no leito de jorro. As misturas em p? foram criteriosamente avaliadas, com respeito ?s suas caracter?sticas f?sicas e f?sico-qu?micas. Avaliou-se tamb?m a solubilidade e o tempo de reconstitui??o das misturas, bem como ?s propriedades das misturas reconstitu?das. De acordo com os resultados as misturas de frutas em p? apresentaram caracter?sticas semelhantes e qualidade compat?vel com a de alimentos vegetais em p? produzidos em outros tipos de secadores. Considerando que a ole?na de palma ? produzida no Brasil e est? sendo utilizada pela ind?stria de alimentos em substitui??o a gordura de palma, optou-se por prosseguir os estudos relativos ao desempenho do processo com a mistura que inclu?a a ole?na na sua formula??o. Utilizando um planejamento experimental do tipo fatorial completo 23, com tr?s r?plicas no ponto central, foi realizado uma s?rie de experimentos de secagem para avaliar os efeitos das vari?veis de opera??o temperatura, vaz?o de alimenta??o e tempo de intermit?ncia) sobre vari?veis respostas relativas ao desempenho do processo (rendimento e reten??o de material no leito), ?ngulo de repouso do leito de part?culas revestidas e ? qualidade do produto (umidade do p?, perdas de vitamina C e solubilidade). Na maioria dos experimentos a produ??o de p? foi uniforme e o maior rendimento e menor reten??o de material no leito, 59,2% e 1,8g, respectivamente, foram alcan?ados quando a temperatura de entrada do ar foi fixada em 80?C, com alimenta??o de 5ml/min de mistura vaz?o em intervalos tempo de 10 minutos. A an?lise estat?stica dos resultados mostrou que as vari?veis de processo e opera??o, individualmente ou de forma combinada, apresentaram efeitos significativos sobre as vari?veis respostas analisadas rendimento, reten??o de material no leito, umidade do p? e perdas de vitamina C. Na faixa de condi??es operacionais em que foram conduzidos os experimentos as vari?veis respostas ?ngulo de repouso e solubilidade n?o sofreram influ?ncias significativas das vari?veis de opera??o. Foi poss?vel obter modelos estatisticamente significativos e preditivos para as vari?veis umidade do p? e perdas de vitamina C
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ElaboraÃÃo de pà do suco de limÃo prebiÃtico desidratado em secador de leito de jorro / Preparation of Powdered Lemon Juice Prebiotic dehydrated spouted bed dryer

Raquel Macedo Dantas Coelho 17 May 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Dentre os vÃrios alimentos que fazem parte do grupo dos funcionais, os alimentos prebiÃticos tem um destaque importante por auxiliarem no bom funcionamento do intestino. A sÃntese de oligossacarÃdeos com propriedades prebiÃticas pode ser realizada aproveitando os aÃÃcares presentes nos sucos de frutas. PorÃm, os sucos necessitam de tÃcnicas de preservaÃÃo que garantam a sua estabilidade. A secagem de sucos em leito de jorro tem se mostrado uma alternativa viÃvel para elaboraÃÃo de suco em pÃ. Entretanto, a aplicaÃÃo desse processo em alimentos ricos em aÃÃcares pode ser complicada devido à baixa temperatura de transiÃÃo vÃtrea destes compostos, que contribui para a obtenÃÃo de pÃs higroscÃpicos e aglomerados. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um suco prebiÃtico de limÃo e posteriormente desidratÃ-lo em secador de leito de jorro, elaborando um suco em pà prebiÃtico de limÃo. O suco de limÃo foi inicialmente caracterizado e os oligossacarÃdeos prebiÃticos foram obtidos atravÃs da sÃntese enzimÃtica com a dextrana-sacarase. Essa enzima consome os aÃÃcares presentes no suco (sacarose, glicose e frutose) para produzir dextrana e oligossacarÃdeos prebiÃticos. A fim de verificar as melhores condiÃÃes para a obtenÃÃo dos oligossacarÃdeos, foi realizado um planejamento experimental com 11 pontos variando as concentraÃÃes de sacarose e aÃÃcar redutor (glicose e frutose). O suco prebiÃtico de limÃo foi desidratado em leito de jorro nas temperaturas de 60ÂC (10, 15 e 20% - p/p de maltodextrina) e 70ÂC (10, 15% - p/p de maltodextrina). Os pÃs obtidos foram avaliados em relaÃÃo ao rendimento do processo, umidade, Atividade de Ãgua, tempo de reconstituiÃÃo, higroscopicidade e grau de caking. Posteriormente o suco em pà foi reconstituÃdo e caracterizado fÃsico-quimicamente. A sÃntese dos oligossacarÃdeos foi favorecida pela combinaÃÃo do aumento das concentraÃÃes de sacarose (75 g/L) e de aÃÃcar redutor (75 g/L). Utilizando 10% (p/p) de maltodextrina nÃo foi possÃvel coletar pÃ. Observou-se que maiores concentraÃÃes desse agente diminuem a higroscopicidade e a aglomeraÃÃo dos pÃs. O pà escolhido para a reconstituiÃÃo foi desidratado a 70ÂC com 15% (p/p) de maltodextrina, tendo em vista que esse pà apresentou maior rendimento e menor atividade de Ãgua. A comparaÃÃo das caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas do suco de limÃo, do suco prebiÃtico e do suco reconstituÃdo, evidencia que a secagem em leito de jorro praticamente nÃo altera as caracterÃsticas originais do suco de limÃo, comprovando que esse mÃtodo de secagem pode ser empregado para obtenÃÃo de suco prebiÃtico de limÃo em pÃ, garantido um produto de alta estabilidade e com suas propriedades conservadas. / Among the various foods called functional foods, prebiotics are important substances for the proper functioning of the intestine. The synthesis of oligosaccharides with prebiotic properties can be realized taking advantage of the sugars present in the fruit juice. However, the juices require preservation techniques to ensure its stability. Drying in spouted bed has been shown to be a viable alternative for the preparation of powdered juices. However, the application of this process on foods rich in sugars can be complicated due to the low glass transition temperature of these compounds, which contributes to obtain hygroscopic powders and agglomerates. Thus, the aim of this study was to develop a prebiotic lemon juice dehydrated in spouted bed, producing a prebiotic powdered. Lemon juice was initially characterized and prebiotic oligosaccharides were obtained by enzymatic synthesis with dextran sucrase. This enzyme consumes the sugars present in the juice (sucrose, glucose and fructose) to produce dextran and prebiotic oligosaccharides. In order to determine the best conditions for obtaining oligosaccharides, an experimental design was carried out with 11 points changing the concentrations of sucrose and reducing sugar (glucose and fructose). The prebiotic lemon juice was dehydrated in a spouted bed at temperatures of 60  C (10, 15 and 20% - w/w maltodextrin) and 70 ÂC (10% 15 - w/w maltodextrin). The following parameters of the powders were evaluated: yield, moisture, water activity, reconstitution time, degree of hygroscopicity and caking. The juice powder was also reconstituted and physicochemically characterized. The synthesis of oligosaccharides was enhanced by the combination of high concentrations of sucrose (75 g/ L) and reducing sugar (75 g/L). Using 10% (w/w) of maltodextrin it was not possible to collect dust from the spouted bed. At higher the concentration of maltodextrin the lower hygroscopicity and agglomeration of powders were obtained. The powder chosen for reconstitution was dehydrated at 70  C with 15% (w/w) of maltodextrin because this powder presented higher yield and lower water activity. The comparison between lemon juice and the reconstituted prebiotic juice showed that the drying process in spouted bed did not change the properties of the raw material, attesting that this method can be used to obtain prebiotic lemon juice powder with good stability and quality.
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Modelagem e simulação de processo descontinuo de recobrimento de particulas em leito de jorro / Modeling and simulation of discontinuous process of particles coating in spouted bed.

Paulo Filho, Mario 07 May 2005 (has links)
Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha, Antonio Carlos Luz Lisboa / Tese (doutorado) - Univesidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T19:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloFilho_Mario_D.pdf: 4803738 bytes, checksum: 0079b98433d1680a5b3cb2dc8fb7f398 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Resumo: A técnica do leito de jorro apresenta larga utilização nos processos de recobrimento de partículas sólidas, para se obter produtos com propriedades superficiais modificadas, em setores industriais como o agrícola, farmacêutico e de alimentos. Neste trabalho, utilizou-se modelagem matemática e simulação numérica em processo de recobrimento por batelada, aplicando-se as equações do balanço populacional. Posteriormente, o sistema de equações diferenciais obtido foi resolvido pelo método numérico de Runge-Kutta-Fehlberg, utilizando-se software Maple '8 POT. Marca registrada¿. Para a verificação dos resultados da simulação foram obtidos dados experimentais, em escala de laboratório, em um equipamento que consiste em um leito cone-cilíndrico, com um bico atomizador conectado, acoplado a um conjunto soprador e aquecedor de ar. Uma carga de partículas tipo esfera de vidro polidispersas, preparadas a partir da mistura de lotes de partículas de diversos tamanhos, foi colocada no leito de jorro, onde um bico atomizador pulveriza uma suspensão aquosa à base de hidroxietilcelulose. Um planejamento experimental, totalizando 11 experimentos, foi definido variando-se a temperatura do ar de jorro, vazão da suspensão de recobrimento e pressão do ar de atomização. Como variáveis de resposta, foram obtidas as taxas de crescimento das partículas e a eficiência do processo. Foram consideradas variáveis significativas do processo a vazão de suspensão e a temperatura do ar... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Abstract: Spouted beds present large utilization in solid particles coating, to obtain products with modified superficial properties, in fields agricultural, pharmaceutical and food industry. In this work a mathematical model and its numerical simulation were developed to simulate batch coating processes, applying population balance equations. The system of differential equations obtained was solved by Runge-Kutta-Fehlberg method using Maple '8 POT. Marca registrada¿ software. In order to verify the simulation results, a series of experimental data was carried out, at a lab scale, using a rig that consisted of a cylindrical bed with an atomizer nozzle; attached to the system there were a blower and an air heater. A batch of polydispersed glass beads was introduced into the bed, where the atomizer nozzle pulverized a hydroxiethilcelullose based aqueous suspension. An experimental planning, totaling 11 experimental runs, was designed to vary the spouted air temperature, coating suspension flow rate and atomization air pressure. The growth rate and process efficiency were chosen as dependent variables. Air temperature, suspension mass flux and atomization air pressure were considered as significant variables. The values of growth rate obtained experimentally were compared to the simulated results. A good agreement was verified with small deviations between the experimental and simulated data... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química
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Desenvolvimento de processo de recobrimento de ureia com enxofre utilizando leito de jorro bidimensional

Ayub, Gamel Said Eduardo 13 May 1997 (has links)
Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:59:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ayub_GamelSaidEduardo_D.pdf: 13298136 bytes, checksum: d75e85245d726627df495c822beb4227 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho objetivou-se o desenvolvimento de uma unidade experimental para revestimento de uréia com enxofre. Verificou-se quantitativamente a relação entre a qualidade do produto e as principais variáveis de operação tais como: temperatura do ar de jorro, vazão de enxofre e vazão do ar de atomização. Avaliou-se a cinética de crescimento da uréia e a eficiência do processo. Analisou-se a qualidade do produto, em termos de D25% e através de microscopia eletrônica. As partículas recobertas foram grânulos de uréia, com formato quase esférico. Como material de recobrimento foi utilizado o enxofre elementar, de uso agronômico e encontrado no mercado. O leito de jorro bidimensional foi projetado e construí do em acrílico, para que se pudesse visualizar o fenômeno. Os experimentos foram realizados com ângulo de base de 60°, nas seguintes condições de operação: temperatura de ar de jorro de 69,0°C e 82,5°C, vazão de enxofre de 26,8g/min. e 33,9g/min. e vazão de ar de atomização de 1,Om3fh e 1,4m3fh. Um atomizador de duplo fluido com mistura interna foi instalado na base do leito, e o enxofre liquefeito foi atomizado em concorrente com o ar de jorro. Para a realização dos experimentos utilizou-se o planejamento fatorial completo em dois níveis. Determinou-se que a vazão de enxofre é significante estatisticamente para o crescimento cinético, já para D25% a temperatura do ar de jorro e a vazão do ar de atomização, revelaram ser significantes estatisticamente. Os valores obtidos para a eficiência do processo foram satisfatórios, estando na faixa de 80,34% - 88,93%. A melhor qualidade do produto, em termos de D25%, foi obtido no nível mais elevado de temperatura de ar de jorro, vazão de enxofre e de ar de atomização. A microscopia revelou a presença de crateras nas partículas inertes, o que favoreceu a rápida difusão da uréia, pois estas aumentaram à medida que transcorria o recobrimento. Operando-se ao menor nível de temperatura não houve uma XVIII diferença significativa na qualidade do produto para os dois níveis de vazão de enxofre e de ar de atomização. Observou-se, ainda, que a superfície das partículas recobertas são irregulares e a irregularidade se mantém e até aumenta ao longo do processo. Ao maior nível de temperatura a superfície das partículas recobertas apresentaram ainda irregularidades, porém, menos acentuadas, além das fendas existentes começarem a ser obstruídas levando a uma menor difusividade da uréia e conseqüente melhora na qualidade do produto. Quanto aos cristais depositados nas partículas de uréia durante o recobrimento notou-se que para o menor nível de temperatura formaram-se cristais pequenos, grupamentos irregulares e defeitos na superfície. Já para o maior nível de temperatura os cristais formados são maiores, melhor agrupados e proporcionando um revestimento mais regular, oferecendo uma maior resistência à difusão da uréia / Abstract: The main objective of this work was the development of an experimental apparatus for coating of urea with sulphur. The experimental results allowed to quantify the relation between the quality of the product obtained and the process variables: spout air temperature, sulphur mass flowrate and mass flowrate of atomization air. The quality of the coated urea was evaluated by the dissolution rate of urea through the sulphur, D25%, and by electronic microscopy. The growth of the partic1e and process efficiency were also evaluated. The particles of urea utilized have a quasi-spherical shape. The two dimensional spouted bed was proper1y designed to provi de an adequate solids circulation, with a slanted base angle of 60°. It was built in plexyglass so the flow inside the bed could be observed. The following process conditions were specified for the experiments: inlet air temperature maintained at 69.0°C and 82.5°C, liquid sulphur mass flowrates of 26.8g1min and 33.9g1min and atomization air mass flowrates of 1.0m3 Ih and 1. 4m3 Ih. A double-fluid atomizer was installed in the bottom of the bed and the liquid sulphur was sprayed co-current1y with the air inlet. A factorial planning was the guide for the number of experiments needed. The results showed that the liquid sulphur mass flowrate significatively influences the growth ofthe urea partic1es and the variables that influences the coating quality, in terms of the dissolution rate are the inlet air temperature and the flowrate of atomizing air. The values obtained for the coating efficiency were satisfactory, in the range of 80.34% - 88.93%. The microscopic analysis showed that the inert particles of urea presented holes in their surface and these holes were not totally filled after the coating process. This defect on the surface provided the high urea dissolution rates obtained. It was observed that for the higher leveI of inlet air temperature used, the surface of the coated partic1e showed less defects, and the holes were partially or totally covered leading to a lower urea dissolution rate or better product quality. The sulphur crystals formed during the coating process were smaller, not regular for the lower air inlet temperature, while for the higher temperature of the inlet air the crystals are larger and better grouped together leading to a regular coated surface / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química
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Influencia da composição quimica dos materiais no desempenho do processo de secagem de polpas de frutas em leito de jorro

Medeiros, Maria de Fátima Dantas de 30 October 2001 (has links)
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
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Identificação e monitoramento do regime fluidodinamico do leito de jorro no recobrimento de particulas / Identify and monitoring of flow regimes spouted bed coating of particles

Lopes, Nadia Eliza Correa 23 November 2007 (has links)
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
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Viabilidade de \'Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium lactis\', microencapsulados por coacervação, seguida de secagem por \'spray drying\' e leite de jorro / Viability of microencapsulated Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium lactis by coacervation, followed by spray drying and spouted bed

Alessandra Cristina Oliveira 15 February 2007 (has links)
No presente trabalho microcápsulas contendo B. lactis (BI 01) e L. acidophilus (LAC 4) foram produzidas por coacervação complexa, utilizando pectina e caseína como agente encapsulante e posteriormente foram desidratadas em spray dryer e leito de Jorro. Este estudo avaliou a resistência desses microrganismos aos processos de secagem, de estocagem (120 dias a 7 e 37°C) e a tolerância ?in vitro? quando inoculados em soluções de pHs ácidos (pH 1.0 e 3.0), além da morfologia das microcápsulas por Microscopia ótica e eletrônica de varredura. Após a secagem em spray dryer foi verificada a integridade celular da maioria da população, porém, L. acidophilus foi mais resistente às condições utilizadas do que B. lactis. A secagem em leito de jorro também foi promissora, uma vez que manteve a viabilidade celular da maioria da população de probióticos. L. acidophilus microencapsulados e secos por spray dryer mantiveram a viabilidade por um período de estocagem maior do que B. lactis. A vida útil do L. acidophilus microencapsulados e secos em leito de jorro é maior quando armazenado em temperaturas mais baixas (7° C). No entanto B. lactis microencapsulados e secos em leito de jorro perdem sua viabilidade durante o armazenamento em ambas as temperaturas (7 e 37° C). O resultado obtido no teste, que consistia em avaliar o efeito do pH sob Lactobacillus acidophilus e B. lactis, permitiu inferir que quando estes microrganismos microencapsulados foram secos por spray dryer se mostraram mais resistentes às condições ácidas do que os não encapsulados. Entretanto, as microcápsulas quando secas em leito de jorro, não foram eficientes para prover proteção aos L. acidophilus e B. lactis em pHs similares ao do estômago humano. A microscopia eletrônica de varredura confirmou que as partículas secas em spray dryer apresentaram formato esférico, sem presença de fissuras e as partículas secas em leito de jorro, formatos irregulares. / In this present work, microcapsules containing B. lactis or L.acidophilis were produced by complex coacervation based on pectin and casein interactions. After coacervation the systems were dehydrated by spray drying or spouted bed techniques. In this present study could evaluate the resistance of these microorganisms to dehydration process, shelf life (storage at 7 and 37 ºC for 120 days), and their in vitro tolerance after being inoculated in acid solutions (pH 1.0 and 3.0). Moreover the morphology characteristics were analyzed by optical microscopic and scanning electron microscopic. Both systems maintained their cellular integrity after spray drying, although, L. acidophilus microcapsules were more resistant. Spouted bed drying was also promising, once the microorganism still remains viable. Comparing the results about shelf life, it is noticeable that L. acidophilus microcapsules dehydrated by spray dried maintained viability for storage period greater than B. lactis. When the microcapsules were dehydrated by spouted bed, the L. acidophilus obtained higher viability at 7ºC stored temperature. In contrast, B. lactis lose their viability during storage at both temperatures (7 and 37ºC).The in vitro studies showed that the microorganisms encapsulated, dehydrated by spray dried, were more resistance to acid pH conditions than free ones. Furthermore, microcapsules when dried in spouted bed were not efficient to provide protection to both microorganisms at this pH?s values. The scanning electron microscopic showed that the particles obtained by spray dryer were spherical without cracks, and the particles obtained by spouted bed presented irregular shape.

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