Fenômenos de transporte aplicados a diferentes processos industriais
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Data
2018-06-26
Orientador
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de livre-docência
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (inglês)
In present work an algorithm was developed to describe fouling kinetics of whey proteins, based on these proteins solubility curves. Such curves were determined experimentally in the range of 40-100ºC, including dependence with pH, among 4.0 to 7.0. The algorithm was developed for cylindrical tubes thus leading to a less complex one-dimensional mathematical model. The system of equations was solved by the finite differences method with an algorithm developed in Delphi 6.0 and the results obtained were compared with the results of the experimental tests carried out on a tubular heat exchanger, constructed in the pilot plant of the Agronomy Department, in Taubate University. Experimental results showed that protein solubility depends on the solution temperature and pH and the fouling kinetics was dependent on the fluid temperature and pH, as well as the mass flow rate. The time needed for 30% decrease on the internal radius was smaller for higher values of both temperature and flow rate, as well as near the isoelectric point of whey proteins (pH around 5.0), since protein solubility is minimal under these conditions. Protein deposition was more intense in the tube entrance. According to the experimental results obtained by the constructed pasteurizer, it was observed convergence with those obtained from the simulation, verifying, therefore, the validation of kinetic models proposed by the algorithm
Resumo (português)
No presente trabalho, foi desenvolvido um algoritmo para descrever a cinética da incrustação das proteínas presentes no soro do leite, tendo como subsídio as curvas de solubilidade das mesmas. Tais curvas foram determinadas experimentalmente a temperaturas na faixa de 40- 100ºC, incluindo a dependência do pH, entre 4,0 e 7,0. O algoritmo foi desenvolvido para aplicação no interior de tubos cilíndricos permitindo um modelo matemático unidimensional. O sistema de equações foi resolvido pelo método de diferenças finitas com a aplicação do algoritmo na linguagem Delphi 6.0. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados dos ensaios experimentais realizados em um trocador de calor tubular construído na planta piloto do Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de Taubaté. Os resultados mostraram que a solubilidade proteica depende da temperatura e do pH; já a cinética de incrustação, além da temperatura e do pH do fluido, depende também da vazão mássica do mesmo. O tempo necessário para o decréscimo de 30% do raio interno do tubo foi menor para maiores valores de vazão e temperatura e em pH próximo do ponto isoelétrico das proteínas do soro do leite (5,0), visto que a solubilidade proteica é mínima nestas condições. A deposição das proteínas foi mais acentuada na região de entrada do tubo. De acordo com os resultados obtidos no pasteurizador construído, observou-se convergência dos mesmos com os resultados obtidos pela simulação, validando os modelos cinéticos propostos pelo algoritmo
Descrição
Palavras-chave
Solubility , Fouling , Proteins , Whey , Heat exchanger , Solubilidade , Incrustações , Proteínas , Permutadores térmicos , Solubility
Idioma
Português
Como citar
GUIMARÃES, Daniela Helena Pelegrine. Fenômenos de transporte aplicados a diferentes processos industriais. 2018. 151 f. Tese (Livre-docência) - Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2018.