Busca avançada
Ano de início
Entree


Modelagem e otimização do processo de liofilização: aplicação para leite desnatado e café solúvel

Autor(es):
Boss, Edinara Adelaide
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Campinas. [2004]. xix,107 f., gráficos, ilustrações, tabelas.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Data de defesa:
Membros da banca:
Maciel Filho, Rubens; Rocha, Sandra Cristina S.; Toledo, Eduardo Coselli Vasco de; Martini, Rogério Favinha; Taranto, Osvaldir Pereira
Orientador: Maciel Filho, Rubens
Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
Indexada em: Base Acervus-UNICAMP; Biblioteca Digital da UNICAMP
Localização: Universidade Estadual de Campinas. Biblioteca Central Cesar Lattes - Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura; T/UNICAMP; B653m
Resumo

Liofilização é um processo de separação baseado no fenômeno da sublimação. Este processo tem as seguintes vantagens quando comparado com o processo convencional de secagem: a estrutura do material é mantida, a umidade é removida a baixas temperaturas (reduz as taxas de transporte), aumento da estabilidade do produto durante a estocagem, a minimização de várias reações de degradação devido à fácil transição de material hidratado para desidratado. O processo de liofilização ainda não foi bem estudado quando comparado com processos convencionais. Para entender o comportamento do processo e definir estratégias operacionais, um modelo matemático que engloba os balanços de massa e de energia foi desenvolvido, baseado em um modelo matemático determinístico proposto por LIAPIS e SADIKOGLU (1997). O modelo proposto contém as equações de liofilização, que foram resolvidas por colocação ortogonal usando-se polinômios Jacobi. Planejamento fatorial foi usado para fazer melhorias no modelo matemático dinâmico. Os resultados mostram que o modelo matemático dinâmico representa bem o processo e pode ser utilizado para otimização em tempo real. Como caso de estudo para ilustrar a utilização do modelo dinâmico, o processo de liofilização foi otimizado resolvendo as equações não lineares pelo método de Programação Quadrática Sucessiva (SQP) para leite desnatado e café solúvel. Para a otimização do processo de liofilização optou-se pela rotina de NPLQL desenvolvida por SCHITTKOWSKI (1985). Este algoritmo adaptou-se bem ao modelo matemático utilizado, mostrando-se robusto para ambos os casos de estudos considerados. Os resultados mostraram que a otimização é uma ferramenta importante para maximizar a quantidade de água removida e minimizar o tempo de secagem do processo, com significativo impacto no consumo de energia e conseqüentemente nos custos do processo. (AU)

Processo FAPESP: 99/11333-1 - Modelagem e otimização do processo de liofilização: aplicação para leite desnatado e café solúvel
Beneficiário:Edinara Adelaide Boss
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado