Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLSA.pdf: 1588751 bytes, checksum: fcf9ba56f43b67a1c5b60048c6c4b0b1 (MD5) Previous issue date: 2007-09-05 / O encolhimento é um das razões principais para a redução de qualidade durante a secagem de alimentos, pois promove perda nas características de permeabilidade ao solvente e os torna instáveis e quebradiços, sendo ambos os efeitos indesejáveis. Para entender e minimizar este problema, o objetivo deste trabalho foi a realização de um estudo experimental, modelagem matemática e simulação da secagem de sistemas simuladores de alimentos, de geometria esférica e deformáveis, com a consideração da dinâmica do escoamento de fluido na camada limite com o sólido, a transferência de massa e as tensões mecânicas. Foram executadas experiências de secagem por convecção forçada para medir a temperatura do sólido e calcular a densidade de fluxo de massa, fatores de forma e massa específica aparente. Foram obtidas as propriedades mecânicas do material por meio de testes de compressão, realizados com espécimes cilíndricos até ruptura. O modelo matemático considera a transferência de massa no interior da amostra, difusividade efetiva de massa e variável, encolhimento linear e coeficientes convectivos de transferência de massa médio e local Os campos de tensões e deformações foram obtidos a partir das equações para o equilíbrio mecânico e a Lei do Hooke, levando em conta o efeito da transferência de massa e encolhimento. As derivadas espaciais foram aproximadas pelo método das diferenças finitas e o sistema resultante de equações foi integrado na dimensão temporal pelo método de Runge-Kutta, usando o Matlab para a solução numérica e a simulação. Os resultados obtidos mostraram que a degradação física das amostras ocorre para teores de umidade abaixo do valor crítico. Os modelos matemáticos propostos representaram os perfis de umidade e os campos de tensões e deformações dentro da amostra e foi possível explicar a evolução de forma de acordo com os experimentos. Este estudo explica a degradação física dos sistemas simuladores de alimentos, devido à transferência de massa e ao conseqüente encolhimento, e assegura a necessidade de incluir um modelo para os campos de tensões e deformações na modelagem matemática da secagem.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2572.pdf: 799090 bytes, checksum: 4abf7acc4d34d2e0c1659207352d35aa (MD5) Previous issue date: 2009-08-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / Clavulanic acid (CA) is a β-lactam antibiotic produced industrially by submerged cultures of the filamentous bacterium Streptomyces clavuligerus. Due to its importance, several studies on the purification of clavulanic acid have been conducted at the Department of Chemical Engineering of the Federal University of São Carlos DEQ-UFSCar. As a natural sequence of these works, a need has been identified for greater knowledge about the CA adsorption process by mathematically modeling the incorporation of the phenomenon of CA degradation in the sites of resin through a first order reaction. Because amino acids stand out among the principal molecules that are found in fermented broth, it has become imperative for the development of the process to evaluate purification in terms of the amino acids present during the purification process. Some of these amino acids, e.g., tyrosines, present physicochemical properties similar to those of clavulanic acid. The process of batch absorption can be simulated by a mathematical model, providing kinetic and transport parameters involved in absorption. A mathematical model of the clavulanic acid purification process in a fixed-bed absorption column was developed to determine the rupture curve. The modeling allowed for the determination of several important process parameters, such as transport parameters and the intrinsic kinetic constants of absorption. A sensitivity analysis demonstrated that the mass transfer coefficient strongly influences the results of the model. The simulation of the process led to the conclusion that the process is limited both by the degradation stage during absorption and by the mass transfer, indicating that both factors must be taken into account in the analysis of this type of process in a fixed-bed column. It was also found that the degradation of CA in the resin sites is a factor that does not allow the rupture curve to reach the value of C/Co equal to 1, which explains the low yield of the CA process during absorption. This work also aimed to apply the sequencing method to solve the partial differential equations that represent the mathematical model which describes the adsorption of CA in Amberlite IRA-400 resin and to compare it with the finite difference method which is more commonly employed. The application of the proposed methodology in the clavulanic acid purification process in a packed column showed a good performance, with a rupture curve very similar to that obtained by the finite difference method, thus demonstrating the efficiency of the proposed method. / O ácido clavulânico (AC) é um antibiótico beta-lactâmico produzido industrialmente por culturas submersas da bactéria filamentosa Streptomyces clavuligerus. Devido a esta importância, alguns trabalhos sobre purificação do ácido clavulânico vêm sendo desenvolvidos no DEQ-UFSCar. Como seqüência natural desses trabalhos, surgiu a necessidade de um conhecimento maior do processo de adsorção do AC por meio da modelagem matemática a incorporação do fenômeno de degradação do AC nos sítios da resina, através de uma reação de primeira ordem. Como dentre as principais moléculas que se encontram no caldo fermentado destacam-se os aminoácidos, tornou-se imprescindível para o desenvolvimento do processo avaliar a purificação em termos dos aminoácidos presentes durante o processo de purificação. Alguns destes aminoácidos, como por exemplo, as tirosinas apresentam propriedades físico-químicas próximas à do ácido clavulânico. O processo de adsorção em batelada pode ser simulado através de um modelo matemático, obtendo-se parâmetros cinéticos e de transporte envolvidos na adsorção. Uma modelagem matemática do processo de purificação do ácido clavulânico em coluna de leito fixo foi desenvolvida para obter a curva de ruptura. A modelagem permitiu a determinação de vários parâmetros importantes do processo tais como parâmetros de transporte e as constantes cinéticas intrínsecas de adsorção. Análise de sensibilidade demonstrou que a coeficiente de transferência de massa exerce forte influência nos resultados do modelo. Pela simulação do processo foi possível concluir que o processo é limitado tanto pela etapa de degradação durante a adsorção quanto pela transferência de massa, indicando que ambos devem ser levados em conta na análise do processo deste tipo de processo em coluna de leito fixo. E, também, verificou-se a degradação do AC nos sítios da resina é um fator que não permite que a curva de ruptura não atinja o valor de C/Co igual a 1 o que explica o baixo rendimento do processo do AC durante o processo de adsorção. Este trabalho teve também como finalidade aplicar o método da seqüência na resolução das equações diferenciais parciais que representam o modelo matemático que descreve a adsorção de AC na resina Amberlite IRA- 400 e compará-lo com o método de diferenças finitas que é mais comumente utilizado. A aplicação da metodologia proposta ao processo de purificação do ácido clavulânico em coluna recheada mostrou seu bom desempenho, cuja curva de ruptura é bem próxima da curva de ruptura obtida pelo método de diferenças finitas, mostrando, assim, a eficiência da metodologia proposta.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCPN.pdf: 1947104 bytes, checksum: 83f6be7e33c74b245d8130de2b6102df (MD5) Previous issue date: 2004-03-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Pneumatic dryers are widely applied in industry, mainly because the transport of particulate material can be performed simultaneously with heating and drying operations. However, the design of such equipment is still based on empirical knowledge and fundamental researches on drying still need further development because few experimental works in literature focus simultaneously the momentum, heat and mass transfer mechanisms involved during a drying process. Therefore, the purpose of this work is to analyze the fluid dynamic and thermal behavior in a vertical pneumatic bed by carrying out experimental investigation and analyzing the variables and parameters involved in the process through correlations available in literature and mathematical models, aiming to contribute for a better understanding of the drying phenomena. In the tests was employed a drying bed made of galvanized iron with diameter of 53.4mm, length of 4.1m. The solids are fed into the tube by a gravitational feeder. The experimental data were obtained for two materials: glass spheres (flat surface and non porous structures) and alumina particles (wrinkled surface and porous structures), both with mean diameter of 3.68mm. From experimental results, it was possible to check the operational behavior of the solids feeder, to estimate the fluid-wall attrition coefficient and to identify the flow regimes by locating the dilute and dense phase regions in curves of pressure gradient versus air velocity. The thermal analysis was accomplished by measuring gas and solids temperature profiles and also by solving the energy balances applied to solid and fluid phases. Therefore, it was possible to compare the experimental and theoretical profiles of gas and solids temperatures and also to determine the gas-solid heat transfer coefficient under different conditions of solid flow rates and air velocity. A comparison between the heat transfer coefficient and pressure drop versus air velocity curves shows that the gas-solid heat transfer coefficients are higher in the transition between the dense and dilute regimes. Concerning the investigation of drying in pneumatic beds, it was observed that it is very difficult to measure precisely the local values of gas and solid moistures and the solids temperature, mainly at dilute flow conditions. Through the simulation of one-dimensional mathematical models from Rocha (1988) and Pelegrina and Crapiste (2001) it was verified that the theoretical profiles of gas and solids temperature and moisture are strongly dependent on the correlations used for estimation of heat transfer coefficients. It can be concluded that further studies on the drying in pneumatic beds require the improvement of experimental techniques and the development of new methodologies aiming the validation of models. / Os secadores pneumáticos são muito utilizados na indústria, uma vez que durante a operação podem ocorrer simultaneamente o transporte, o aquecimento e a secagem de material particulado. Entretanto, os projetos para este tipo de equipamento ainda são baseados em conhecimentos empíricos e as pesquisas fundamentais não têm tido progressos significativos devido à escassez de trabalhos experimentais que analisem os mecanismos de transferência de quantidade de movimento, calor e massa envolvidos durante o processo de secagem. Desta forma, o objetivo desse trabalho é analisar o comportamento fluidodinâmico e térmico de um leito de transporte pneumático e contribuir com a determinação experimental ou via correlações disponíveis na literatura das variáveis e parâmetros envolvidos no processo, para posterior conclusão do estudo da secagem e da análise da modelagem matemática. O leito de secagem utilizado apresenta uma tubulação de ferro galvanizado com 53,4mm de diâmetro interno e aproximadamente 4,1m de altura. A alimentação de sólidos foi feita por um alimentador tipo gravitacional. Os dados experimentais foram obtidos para dois materiais com características diferentes: esferas de vidro (superfície lisa e estrutura não porosa) e partículas de alumina (superfície rugosa e estrutura porosa), ambas com diâmetro médio de 3,68mm. A análise experimental do comportamento fluidodinâmico do leito pneumático possibilitou a verificação do comportamento operacional do alimentador de sólidos, a determinação do coeficiente de atrito fluido-parede, a identificação dos regimes de escoamento e com isso a possibilidade de mapear as regiões de fase densa e diluída durante o transporte dos materiais. A análise térmica foi realizada através de experimentos para determinação da temperatura do gás e dos sólidos ao longo do leito e também via resolução de equações de balanço de energia para as fases. Desta forma, foi possível comparar o comportamento dos perfis experimentais e teóricos de temperatura do gás e dos sólidos e ainda determinar o coeficiente de transferência de calor gás-sólido sob diferentes condições de vazões de sólidos e velocidade do gás. A observação dos valores de coeficiente de transferência de calor assim como das curvas características para identificação dos regimes de escoamento indicaram que o coeficiente de transferência de calor gás-sólido é maior na faixa de transição entre o escoamento denso e diluído. Com relação à experimentação observou-se que para estudos da secagem em leitos pneumáticos ainda existe uma grande dificuldade em se determinar precisamente os valores locais (pontuais) de umidade do gás e dos sólidos e de temperatura dos sólidos, principalmente para condições de escoamento em regime diluído. Através da simulação dos modelos matemáticos unidimensionais de Rocha (1988) e Pelegrina e Crapiste (2001) verificou-se que os perfis teóricos de temperatura e umidade, do gás e dos sólidos, foram bastante dependentes das correlações utilizadas para determinação do coeficiente de transferência de calor. Para estudos da secagem em leitos pneumáticos há a necessidade de melhorar a experimentação e desenvolver metodologias para buscar a validação com resultados experimentais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutRGS.pdf: 2966707 bytes, checksum: 76003e0d6d999794b955bb26e523ff71 (MD5) Previous issue date: 2003-07-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The enzyme penicillin G acylase (E.C.3.5.1.11) is used in the production of 6-aminopenicillanic acid (6-APA) and 7-aminocephalosporinic acid (7-ACA), which are key intermediates for the production of β-lactam antibiotics. Its industrial importance was one of the motivations for this thesis. On-line measurement and monitoring of cultivations of Bacillus megaterium ATCC 14945 in a agitated and aerated bioreactor allowed the acquisition of variables such as mol fraction of CO2 and O2 in the exhaust gases, pH, dissolved oxygen. Batch and fed-batch runs, using either enzymatically hydrolyzed casein or a pool of free amino acids provided information concerning the extend of the cultivation, preservation of the microorganism and addition/exclusion of nutrients. Usual carbon sources as glucose, fructose and glycerol increased the cellular mass, but did not improve the productivity of PGA. The use of amino acids resulted in a 2.5-fold increase of productivity. Adding phenyl acetic acid at the beginning of the experiments did not inhibit cell growth. Three non-structured models of microbial growth were put forth, assuming one, two and three limiting substrates. However, these models were too simple for our purposes. Another approach was then followed, using neural networks (NN) as softsensors. Before implementing the inference algorithm, the blank noise of the instrumentation had to be reduced. A non-conventional filter was developed, combining a recursive NN, a moving average and a second recursive NN. The smoothed variables were the input for a second NN, for pattern recognition, which classified the run in one of the main growth phases: lag, exponential and stationary. The main purpose of this NN was to identify the exponential phase, which would be the domain of the next NN, a multilayer perceptron (MLP) for inference of the cellular mass. Several NN, with different topologies, were tested for this purpose. Finally, the product concentration (PGA activity in the medium) was estimated through a hybrid approach, using the growth rate inferred by the MLP NN, coupled to the cell-product yield, obtained from the fitting of the non-structured models. Another important information for this last algorithm was the knowledge that production of PGA was growth-associated, but with a 2hr-delay. The algorithm for inference was robust and accurate. / A grande importância da enzima penicilina G acilase (E.C.3.5.1.11), usada para a produção dos ácidos 6-aminopenicilânico (6-APA) e 7-aminocefalosporânico (7-ACA), compostos-chave na produção industrial de antibióticos β-lactâmicos, foi a principal motivação deste trabalho. Através de realização de experimentos de produção de PGA por Bacillus megaterium ATCC 14945 em reator convencional, utilizando sistema de aquisição de dados, foi possível monitorar em tempo real variáveis como, por exemplo, fração molar de oxigênio e dióxido de carbono nos gases de saída, pH, oxigênio dissolvido. Foram realizados cultivos em batelada e batelada alimentada tendo como substratos limitantes tanto caseína hidrolisada enzimaticamente como aminoácidos livres. Obtiveram-se informações relacionadas ao tempo de cultivo, à estocagem do microrganismo e à adição e exclusão de nutrientes. Fontes usuais de carbono, como glicose, lactose e glicerol, quando utilizadas, promoviam o crescimento da massa celular sem, no entanto, aumentar a produção de PGA. O uso de aminoácidos como principal substrato elevou em 2,5 vezes a produtividade. Observou-se, ainda, que a adição de ácido fenilacético (AFA) desde o início do cultivo não inibiu o crescimento do microrganismo. As informações experimentais permitiram a proposição e validação de três modelos cinéticos não-estruturados deste processo, com um ou mais substrato(s) limitante(s). Como essas propostas se mostraram demasiadamente simplificadas, optouse pelo uso de redes neurais como sensores baseados em software , já que não se chegou a um modelo fenomenológico satisfatório. Para implementação do algoritmo de inferência baseado em rede neural, mostrou-se necessário filtrar os ruídos das medidas provenientes do sistema de aquisição de forma a minimizar erros aleatórios da instrumentação. Propõe-se para isso filtro que utiliza redes recorrentes, combinadas a média móvel. As variáveis filtradas foram utilizadas numa segunda rede de identificação de padrões, que dividia o cultivo nas três principais fases do crescimento microbiano. O principal objetivo desta foi identificar a fase de crescimento exponencial, que seria a enfocada pelo algoritmo de inferência. Para essa inferência, com base nas variáveis medidas em tempo real, treinaram-se redes com várias topologias e entradas, de modo a escolher as variáveis que possibilitassem o aprendizado dos aspectos essenciais da dinâmica do processo. Por fim, a concentração de produto (atividade de PGA no meio de cultura) foi estimada através de enfoque híbrido, usando a velocidade de crescimento inferida por rede feedforward , acoplada ao fator de rendimento célula-produto estimado no ajuste dos modelos não-estruturados. Outra informação importante utilizada neste último algoritmo foi o fato da produção ser associada ao crescimento, mas com atraso de 2h. Novamente, os resultados quantitativos do algoritmo de inferência do produto foram muito satisfatórios.

Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T15:58:10Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3388107 bytes, checksum: 48ff7cbfb8a2e7ebf66dbee553830f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T15:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3388107 bytes, checksum: 48ff7cbfb8a2e7ebf66dbee553830f28 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / This work presents a study of the behavior of a nanocrystalline core with toroidal shape based on experimental data where a mathematical model basic on hyperbolic tangent and Maxwell's equations is used, and is demonstrated useful and able to characterize the parameters of the nonlinear magnetic core with some level of precision. The model presented was run on Matlab software, which is needed to introduce the core properties to predict the characteristics of the desired energy harvester considering a specified power. The resulted computational tool can be used to determine the behavior of magnetic and electrical parameters of the core. The obtained simulations were compared with experimental results to validate the modeling used. / Neste trabalho é apresentada uma pesquisa sobre o comportamento de um núcleo nanocristalino com forma toroidal, com base em dados experimentais. Sendo realizada a partir do estudo de um modelo matemático utilizando a tangente hiperbólica e as equações de Maxwell, que demostra ser útil e capaz de caracterizar os parâmetros de um núcleo magnético não linear com aproximações. O modelo apresentado foi implementado no software Matlab, em que é necessário introduzir as propriedades do núcleo para prever as características de um dispositivo captador de energia com uma potência desejada. A ferramenta computacional implementada pode determinar o comportamento das grandezas magnéticas e elétricas do núcleo. As simulações obtidas foram comparadas com resultados experimentais a fim de validar a modelagem utilizada.

Submitted by WALTER RIBEIRO DA ROCHA JUNIOR null (walter.ribeiro82@gmail.com) on 2016-09-04T19:44:54Z No. of bitstreams: 1 ROCHA_JUNIOR, W.R..pdf: 2685376 bytes, checksum: b6d3e7345437be7187c981049cd5ccee (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-06T19:36:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rochajunior_wr_me_bauru.pdf: 2685376 bytes, checksum: b6d3e7345437be7187c981049cd5ccee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T19:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rochajunior_wr_me_bauru.pdf: 2685376 bytes, checksum: b6d3e7345437be7187c981049cd5ccee (MD5) Previous issue date: 2016-07-06 / Problemas de dimensionamento de lotes são amplamente estudados na literatura e fazem parte de uma classe de problemas que envolvem decisões de planejamento da produção industrial. Basicamente, esses problemas consistem em definir uma estratégia para a utilização da capacidade de determinada estrutura fabril. As decisões envolvem quais produtos serão produzidos, em quais quantidades e em qual período, de forma a atender a demanda com a melhor rela- ção custo-benefício possível. Neste trabalho, propomos um modelo matemático para resolver o problema de programação de pedidos e dimensionamento de lotes de produção em indústrias de móveis seriados. O problema se caracteriza como multi itens, multiestágio e com demanda dinâmica determinística. O modelo matemático tem por objetivo minimizar os custos de produção no dimensionamento de lotes, considerando a capacidade finita do sistema produtivo. Testes foram realizados com dados fornecidos por uma empresa do setor moveleiro da cidade de Arapongas, Paraná. O modelo proposto foi implementado e resolvido utilizando um pacote de otimização. Resultados preliminares mostram-se significativamente melhores quando comparados com as programações utilizadas na prática da empresa, demonstrando a aderência de aplicações práticas de modelagem matemática em rotinas de planejamento de produção em empresas de fabricação de móveis seriados. / Lot sizing problems are widely studied in the literature and are part of a class of problems involving planning decisions of industrial production. Basically, these problems consist in defining a strategy for the capacity utilization of certain industrial structure. Decisions involve what products will be produced, in what quantities and at what period, in order to meet the demand with the best value for money possible. In this work, we propose a mathematical model for solving the problem of scheduling requests and dimensioning of production batches in series furniture industries. The problem is characterized as multi items, multistage and deterministic dynamic demand. The mathematical model is to minimize production costs in the lot sizing, considering the finite capacity of the production system. Tests were carried out with data provided by a company of the furniture sector in the city of Arapongas, Paraná. The proposed model was implemented and solved using an optimization package. Preliminary results show significantly better when compared to the settings used in the practice of the company, demonstrating adherence to mathematical modeling of practical applications in production planning routines in manufacturing series mobile companies.

Submitted by HASSAN COSTA ARBEX null (h.arbex@terra.com.br) on 2016-12-28T21:32:59Z No. of bitstreams: 1 TESE_DOC_HASSAN.pdf: 5609342 bytes, checksum: e8da1e714391dbfdfaec2c7f7b47e705 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-03T16:12:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 arbex_hc_dr_bauru.pdf: 5609342 bytes, checksum: e8da1e714391dbfdfaec2c7f7b47e705 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-03T16:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arbex_hc_dr_bauru.pdf: 5609342 bytes, checksum: e8da1e714391dbfdfaec2c7f7b47e705 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Recentemente, o interesse e a pesquisa de coleta de energia têm aumentado substancialmente no meio técnico-científico. Com a grande demanda mundial por energia elétrica, muitos pesquisadores, no Brasil e no Mundo, têm concentrado seus esforços na busca de novas fontes de energia. No processo de coleta de energia, a energia elétrica é obtida através da conversão de energia mecânica criada por uma fonte de vibração do meio ambiente através de um transdutor. Fontes de vibração do meio ambiente podem ser causadas em estruturas através do movimento de veículos, ondas do mar e até o deslocamento de pessoas. Com isso, este trabalho tem como objetivo estudar a coleta de energia utilizando um dispositivo MagLev não-linear excitado externamente em sua base por uma fonte não ideal. A metodologia empregada para a realização das análises deste trabalho foram: utilizar o método de múltiplas escalas para buscar as melhores configurações dos parâmetros e realização de simulações numéricas utilizando o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem com passo variável buscando otimizar a coleta de energia através da variação de parâmetros, diagramas de bifurcação, expoente de lyapunov, históricos no tempo entre outros. Em geral serão feitas duas comparações entre o resultado numérico e o resultado obtido analiticamente pelo método das múltiplas escalas, bem como a melhor configuração de parâmetros para uma melhor coleta de energia. / Recently, interest and energy harvesting research have increased substantially in the technical-scientific community. With the high global demand for electricity, many researchers in Brazil and the world, have concentrated their efforts in the search for new energy sources. Energy collection process, electrical energy is obtained by converting mechanical energy created by a vibration source of the environment through a transducer. environmental sources of vibration may be caused in structures by the movement of cars, train, sea waves, and even the movement of people. Thus, this work aims to study the collection of energy using an excited nonlinear MagLev device externally at its base by a non ideal source. The employed methodology for the carrying out the analyzes of this study were to use the method of multiple scales to find the best parameter settings and performing numerical simulations using the Runge-Kutta method of fourth and fifth order with variable step in order to optimize the collection energy by variation of parameters, bifurcation diagrams, exponent lyapunov, historical time among others. In general two comparisons are made between the numerical result and the analytical result obtained by the method of multiple scales, and the best parameter setting for improved energy harvesting.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3644722 bytes, checksum: e20bf7ab6319ef9aed02f134cd90a808 (MD5) Previous issue date: 2012-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Food drying is a process used to ensure the quality and stability of foods, considering that the decrease of water in the material reduces the biological activity and the chemical and physical changes that occur during storage. The objective of this research was to study the heat and mass transfer in drying process of slices of tomatoes and to evaluate the characteristics of drying kinetics in two resistive equipments and a heat pump. The operating conditions for dryers resistive were set at temperatures of 40 and 50 and 60°C with an air velocity of 2.5m/s to the heat pump and a dryer resistive temperature of 55°C and air velocity of 5.7m/s. The experimental results of drying kinetics were represented using mathematical models and are shown in terms of effective diffusivity and convective of the mass. The values found for the effective diffusivity of mass are in agreement with the literature. The convective coefficients mass are the order of 10-1. Those coefficients were not found references in literature. A comparative study between the heat pump and the dryer resistive showed that the first one was more efficient to perform the drying of tomato. We studied the sorption isotherm for tomatoes at temperatures of 50, 60, 70 and 80°C. The results were represented using mathematical models and the GAB model showed the best fit to the experimental data. A numerical study for heat transfer and mass during drying of the product was studied, through the development of a computational code, in configuring an infinite slab. In the modeling process were studied the Fourier Law for heat transfer and Law of Fick for mass transfer. For code validation were used results from the literature and from this present research. The results were satisfactory, but it is necessary to study the variables involved in the drying process for a better adjustment. / Secagem de alimentos é um processo utilizado para assegurar a qualidade e a estabilidade dos alimentos, considerando que a diminuição da quantidade de água do material reduz a atividade biológica e as mudanças químicas e físicas que ocorrem durante o armazenamento. O objetivo deste trabalho foi estudar a transferência de calor e massa na secagem de tomate cortado em fatias e avaliar as características da cinética de secagem em dois equipamentos resistivos e uma bomba de calor. As condições operacionais para os secadores resistivos foram fixadas nas temperaturas de 40, 50 e 60ºC, na velocidade do ar de 2,5m/s e para a bomba de calor e um secador resistivo na temperatura de 55ºC e velocidade do ar de 5,7m/s. Os resultados experimentais da cinética de secagem foram representados através de modelos matemáticos e são mostrados em termos de difusividade efetiva e convectiva de massa. Os valores encontrados para a difusividade efetiva de massa estão de acordo com os encontrados na literatura. Os coeficientes convectivos de massa estão na ordem de 10-1, não sendo encontrado referencial da literatura. Um estudo comparativo entre a bomba de calor e o secador resistivo e o primeiro se mostrou mais eficiente para realizar a secagem do tomate. Foi estudada a isoterma de sorção para o tomate nas temperaturas de 50, 60, 70 e 80ºC. Os resultados foram representados através de modelos matemáticos e o modelo de GAB mostrou o melhor ajuste aos dados experimentais. Um estudo numérico para a transferência de calor e massa durante a secagem do produto foi estudado, através do desenvolvimento de um código computacional, na configuração de uma placa plana infinita. Na modelagem foram estudadas a Lei de Fourier para a transferência de calor e a Lei de Fick para a transferência de massa. Para validação do código foram utilizados resultados obtidos na literatura e os do presente trabalho. Os resultados obtidos mostrou-se satisfatório, porém é necessário estudar as variáveis envolvidas na secagem em busca de uma melhor ajuste.

Orientador: Maria Lúcia Lorenzetti Wodewotzki / Banca: Otávio Roberto Jacobini / Banca: Ole Skovsmose / Resumo: Esta pesquisa visa investigar quais as implicações que o ambiente da Modelagem Matemática pode oferecer para o processo de ensino e aprendizagem da Estatística no âmbito do ensino médio. Assim, os objetivos da pesquisa se configuram como: propor o estudo de Estatística por meio da Modelagem Matemática no contexto do ensino médio e assim investigar e discutir as implicações que tal ambiente de aprendizagem pode oferecer para o ensino e a aprendizagem da Estatística; favorecer e valorizar o desenvolvimento, no estudante, de aspectos de criticidade, da consciência da importância de sua participação na sociedade e da capacidade de associar conteúdo escolar com o seu dia-a-dia. Para tanto, buscamos fundamentar nossa investigação no que se refere à Educação Estatística, bem como delinear nossa concepção de Modelagem Matemática apresentando uma breve revisão da literatura. A metodologia da pesquisa é embasada na abordagem da pesquisa qualitativa de cujos instrumentos metodológicos foram as observações (registros das aulas e fotografias), as atividades dos alunos (atividades de conteúdo específico, sobre o tema estudado - Alcoolismo e Adolescência, anotações, mensagens e depoimentos), as entrevistas com os estudantes participantes do projeto e as impressões da professora-pesquisadora. O contexto da pesquisa foi composto por alunos de uma sala de aula da terceira série do ensino médio (período noturno) da rede pública de ensino do Estado de São Paulo, cuja pesquisadora era também a docente da turma. A questão norteadora da investigação é apresentada como: Quais as implicações do ambiente de aprendizagem da Modelagem Matemática para o ensino e aprendizagem de Estatística? Por meio da análise dos nossos dados verificamos as seguintes categorias: Modelagem e Estatística; O ambiente de aprendizagem; Modelagem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research has the aim to investigate which implications the Mathematical Modelling can offer to the teaching and learning process of Statistics at high school. Thus, this research objectives are: to propose the statistics study through the Mathematical Modelling at high school and investigate and discuss the implications that this ambient of learning can offer to the teaching and learning of Statistics; to propitiate and valorize the development of the student's criticity, conscience of the importance of his participation in the society and his capacity of associating the "school content" with his daily life. For this reason, we build on the research at Statistics Education, and outline our conception of Mathematical Modelling, presenting a brief review of literature. The research method is based on a qualitative approach, and the methodological instruments were observation (register of classes and photos) of the students' activities (activities about specific content, about a studied subject - Alcoholism and Adolescence, notes, messages and statements), and interviews with the students of the teacher-researcher. The context of this research was formed by students of a last year high school class (nightly classes) of a public school from São Paulo State, in which the researcher was also the teacher. The mainly question of this research is: Which are the implications of the use of Mathematical Modelling to the teaching and learning of Statistics? Analysing our data we verified the following categories: Modelling and Statistics; The Learning Ambient; Modelling and the Subject; Group Work; Device of conscientization; Modelling and Teaching; Modelling and Technology; Time and Modelling; The discussions; Collaboration; Assiduity and Notorious Cases. Thinking over our categories we verified that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-13Bitstream added on 2014-06-13T18:40:08Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_hg_me_rcla.pdf: 468722 bytes, checksum: b04f9315e257fb883b8378a844b4beb8 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Um dos principais fatores que afetam negativamente a produtividade da fruticultura no país é o ataque dos frutos por pragas agrícolas como as moscas-das-frutas. A espécie Zaprionus indianus (Gupta, 1970) (Diptera: Drosophilidae), recentemente introduzida no Brasil, vem causando crescente preocupação devido aos danos causados pela mesma na produção de frutos, especialmente o figo roxo (Ficus carica, Moraceae) e aos impactos nas comunidades nativas de drosofilídeos. Esta dissertação apresenta um estudo dos efeitos da densidade e competição entre imaturos de Z. indianus no tempo de desenvolvimento larval, na fecundidade, na sobrevivência e na proporção sexual dos adultos, procurando elucidar características da dinâmica populacional da espécie estudada. Os dados obtidos foram aplicados em modelagem matemática para uma melhor interpretação e representação gráfica da dinâmica populacional teórica da espécie. Observou-se que o aumento nos níveis populacionais durante o desenvolvimento larval, e conseqüente elevação no nível de competição entre os imaturos causam aumento no tempo de desenvolvimento, alteração da proporção sexual dos adultos e queda tanto da fecundidade quanto da sobrevivência da espécie. Além disso, a aplicação do modelo matemático indicou que Z. indianus é uma espécie que pode apresentar comportamento cíclico de quatro pontos ou flutuação periódica. A dinâmica mais complexa pode favorecer a espécie em processos de invasão de ecossistemas. O melhor conhecimento desta dinâmica contribui para um melhor embasamento na escolha de futuros métodos e estratégias de controle desta espécie de importância agrícola / One of the major causes of losses on fruit crops in Brazil is the damage inflicted on fruits by plagues like the fruit flies. The species Zaprionus indianus (Gupta, 1970) (Diptera: Drosophilidae), which was recently introduced in Brazil, has become a reason of increasing concernment due to its damages to the fig crops in Brazil, specially the purple fig (Ficus carica, Moraceae). Besides that, it is also speculated that this species may cause changes on native communities of Brazilian drosophilids. This dissertation presents a study on the effects of population density and competition among larvae of Zaprionus indianus on the larval development period, sex ratio, fecundity and survivorship of this species. We applied mathematical modeling to assist a better understanding of the data and to construct a graphic representation of the population dynamics of the species. We observed that larval crowding, and thus, increased competition, are responsible for a longer larval development period, and also for changes on the sex ratio, and decrease on both fecundity and survivorship of the species. Besides that, the model applied showed that Z. indianus may have a four-point cyclic behavior or periodic fluctuation dynamics. More complex dynamics could be helpful for exotic species during ecosystems invasion. The greater knowledge of such dynamics is of great assistance on the selection of a controlling strategy for this agricultural pest