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It was developed a numerical procedure for the solution of the mass transfer model of adsorption in stirred tanks that considers intraparticle diffusion, mass transfer resistance in the liquid film at the particle surface and local equilibrium. The model was capable of simulating quickly, with a simulation time varying from 10 seconds to 47 seconds, the simultaneous adsorption of whey proteins, α-lactalbumin (α-la) and β-lactoglobulin (β-lg), by an ionic exchange resin. The comparison of experimental and simulated kinetic curves showed that the model is adequate for the study of these systems. From the developed model some simulations were made to study the effect of the mass transfer parameters, diffusion coefficient and mass transfer coefficient, in the adsorption kinetics of proteins α-la and β-lg. O objetivo desse trabalho foi modelar o processo de adsorção das proteínas do soro, α-la e β-lg, pela resina de troca aniônica Streamline Q XL em tanques agitados. Foi desenvolvido um procedimento numérico para a solução do modelo de transferência de massa para adsorção em tanques agitados que considera difusão dentro da partícula, resistência à transferência de massa no filme líquido na superfície da partícula e equilíbrio local. O modelo foi capaz de simular rapidamente, com um tempo de simulação variando de 10 segundos a 47 segundos, a adsorção simultânea das proteínas do soro, α-lactoalbumina (α-la) e β-lactoglobulina (β-lg), por uma resina de troca iônica. A comparação de curvas de cinética obtidas experimentalmente com as curvas simuladas mostrou que o modelo é adequado para o estudo desses sistemas. A partir do modelo desenvolvido várias simulações foram feitas para estudar o efeito dos parâmetros de transferência de massa, coeficiente de difusão e coeficiente de transferência de massa, na cinética de adsorção das proteínas α-la e β-lg.

Este trabalho trata de um estudo experimental da transferência de calor e de massa de um condensador evaporativo, bem como, da relação existente entre as grandezas envolvidas durante a sua operação. Para o desenvolvimento da pesquisa foi construído um condensador evaporativo de pequeno porte com dimensões proporcionais a condensadores comercialmente fabricados no Brasil para operar com R-22 como fluido refrigerante. Este condensador tem 35 colunas e 12 fileiras de tubos de cobre de 6,35 mm de externo e opera junto a uma instalação que proporciona o escoamento de R-22 por termossifao. O distribuidor de água também foi construído em cobre e o eliminador de gotas em alumínio, assim como a estrutura do condensador. As laterais e a bandeja de recolhimento de água foram construídas em vidro para permitir a visualização do escoamento da água que e aspergida sobre os tubos. A fim de variar as condições operacionais, este condensador foi acoplado a um ventilador centrifugo acionado por um conversor de freqüência e a um circuito que permitiu a variação da vazão de água aspergida sobre os tubos. Dos ensaios resultaram 79 amostras de medição, que serviram para verificar a relação existente entre grandezas, bem como avaliar os coeficientes de transferência de calor e massa. Foram determinados os coeficientes de transferência de calor médio e local para o R-22. Alem disso, foram verificadas as regiões onde ocorrem o dessuperaquecimento, a mudança de fase e o subresfriamento do fluido refrigerante, e foram confrontados os coeficientes globais de transferência de calor obtidos a partir dos dados experimentais com aqueles obtidos por correlações para as regiões de condensação e subresfriamento. Destas investigações, resultou uma correlação para o coeficiente global de transferência de calor que visa determinar esta grandeza através das condições operacionais e das características geométricas do condensador. O Maximo desvio encontrado entre os valores provenientes dos dados experimentais e aqueles calculados pela correlação foi inferior a 10%. This work presents an experimental heat and mass transfer study of an evaporative condenser, as well as, the relationship between measured quantities obtained during its operation. A small scale evaporative condenser was built in agreement to the real size equipment geometric similarity. The small scale condenser has a bundle of 210 copper tubes, with the outer diameter equal to ¼ inch, which were arranged in 35 columns and 6 rows and operating connected to the thermosifon facility that promote R-22 flow. The spray water distributor is also built on copper and the drift eliminator on aluminum, as well as the evaporative condenser structure. This condenser bounds were constructed as a glass enclosure to allow for the spray water flow visualization. To evaluate the operational conditions, the equipment was attached to a centrifugal fan controlled by a frequency inverter and a spray water circuit which allows for water quantity changing. From the carried out tests, 79 measuring samples were obtained and used to verify the quantities relationship, as well as, to evaluate the heat and mass transfer coefficients For the R-22 were determined the local and average heat transfer coefficients. Furthermore, the dessuperheating, condensation and subcooling regions were verified and compared both, the experimental overall heat transfer coefficient and those calculated by correlations at condensation and subcooling zones. From these investigations a correlation for the overall heat transfer coefficient is proposed. Its application allows determining the coefficient using the operational conditions and the geometric condenser features. The higher deviation found between the experimental data and the presented correlation is lower to 10%.

Desenvolveu-se um modelo matemático para estimar a concentração de água em grãos de ervilha durante sua hidratação, o qual foi obtido a partir de um balanço de massa em regime transiente, considerando-se volume constante e geometria esférica. Este modelo é representado por uma equação diferencial ordinária de primeira ordem e possui dois parâmetros: o coeficiente de transferência de massa (Ks) e a concentração de equilíbrio (ρAeq). Ambos foram ajustados numericamente tomando-se como critério a minimização da soma dos resíduos quadráticos, utilizando-se dados experimentais de hidratação de grãos de ervilha a 20, 30, 40, 50 e 60 ºC. Em todas as temperaturas, o modelo representou as principais tendências do processo de hidratação com desvios inferiores a 5%. Foi observado que Ks apresentou um comportamento segundo a equação de Arrhenius frente à temperatura, Ks = 182,8 exp (-3521/T), enquanto ρAeq permaneceu praticamente constante, obtendo-se um valor médio de 0,53 g.mL-1. Utilizando-se a correlação de Ks e assumindo-se o valor de ρAeq médio, obteve-se um modelo generalizado, o qual apresentou para todos os dados um desvio ligeiramente superior a 7%. Adicionalmente, constatou-se que a densidade dos grãos de ervilha permaneceu praticamente constante ao longo da hidratação independentemente da temperatura. A mathematical model for estimating the water concentration in pea grains during hydration was developed from a transient water mass balance inside a grain of pea considering a constant volume and spherical geometry. This model is represented by an ordinary first order differential equation and has two parameters: the mass transfer coefficient (Ks) and the equilibrium concentration (ρAeq). Both parameters have been numerically fitted using the minimization of the sum-of-squared residuals criterion and the hydration experimental data for pea grains at 20, 30, 40, 50, and 60 ºC. At all temperatures, the model represented the major trends of the hydration process with standard deviations smaller than 5%. For the model fitted parameters, it was observed that the mass transfer coefficient behaved according to Arrhenius's equation in relation to the temperature variation, Ks = 182.8.exp(-3521/T) while the equilibrium concentration remained practically constant showing an average value of ρAeq = 0.533 g/cm³. Using the Ks Arrhenius's correlation and assuming the average value of ρAeq, a generalized model was obtained, which resulted in a standard deviation slightly greater than 7% for all the data values. Additionally, it was observed that the pea grains density remains practically constant along the hydration process and does not depend on the temperature.

Este trabalho apresenta um novo modelo fenomenológico de parâmetros concentrados para a hidratação de grãos de soja, obtido a partir de um balanço de massa em regime transiente nos grãos, admitindo duas hipóteses básicas: 1º) variação do volume do grão diretamente proporcional à variação da sua massa ao longo da hidratação; e 2º) variação exponencial do coeficiente de transferência de massa aparente em função da concentração de água na soja. Este modelo possui apenas dois parâmetros, os quais foram estimados a partir do ajuste deste às medidas da umidade do grão ao longo do tempo, avaliadas em várias temperaturas. Os resultados revelam que o modelo proposto é adequado, enquanto o coeficiente de transferência de massa aparente depende da temperatura e apresenta variações significativas ao longo da hidratação. A new first principle model with lumped parameters was developed for the hydration of soya beans. A transient mass balance was applied to the soya beans taking into consideration two basic hypotheses:1º) variation of the volume directly proportional to the variation of the mass of the grain during the process, 2º) Exponential variation of the apparent coefficient of mass transfer in function of water concentration in the soy. This model has got just two parameters, which were evaluated from adjustment of model to the measures of grain moisture along the time, at several temperatures. The results indicate that the proposed model was able to represent the hydration process, while the mass transfer coefficient depends on the temperature and it presents significant variations along the hydration.