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Ttulo [PT]: Hidratao de gros de soja : influncia das condies de contorno e da variao de volume sobre modelos matemticos
Ttulo [EN]: Hydration of soybeans: investigation of influence of boundary conditions and changes in volume of mathematical models
Autor(es): Douglas Junior Nicolin
Palavras-chave [PT]:

Soja. Modelagem e simulao de gros. Hidratao de gros. Modelagem matemtica. Simulao matemtica. Brasil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Luiz Mrio de Matos Jorge [Orientador] - UEM
Marcos Rogrio Mafra - UFPR
Mnica Ronobo Coutinho
Regina Maria Matos Jorge - UFPR
Resumo:
Resumo: O processo de hidratao uma etapa importante na produo de protenas de soja. Estas protenas so utilizadas para, principalmente, produo de alimentos base de soja. Para a descrio do processo de hidratao de gros de soja podem ser utilizados modelos matemticos fenomenolgicos de parmetros distribudos. Estes modelos consideram etapas elementares de transferncia de massa e contemplam variaes espaciais das propriedades. Na soluo de tais modelos so geradas equaes diferenciais parciais que necessitam de uma condio inicial e duas condies de contorno para serem resolvidas. As condies de contorno so normalmente fixadas no centro do gro e na superfcie. H diferentes abordagens do que acontece na superfcie em termos de condio de contorno sendo que geralmente trs so utilizadas: umidade de equilbrio atingida imediatamente, umidade se comportando como um processo de primeira ordem em funo do tempo e igualdade dos fluxos difusivo e convectivo. interessante que se utilize a condio de contorno que descreva o que realmente est acontecendo na superfcie para que haja um bom ajuste. Alm da condio de contorno na superfcie, a hiptese de que o volume e a difusividade variam durante a hidratao tambm foram exploradas. H indcios de que a difusividade tenha uma dependncia exponencial com a umidade na hidratao de soja e de que o volume do gro sofre uma variao de at 30% at o fim da hidratao. Neste contexto foram testadas trs condies de contorno na superfcie e foi avaliado qual fornece o melhor ajuste aos dados experimentais a volume constante, enquanto o modelo de Hsu foi resolvido para os casos de volume constante e varivel. Todos os modelos consideraram a dependncia exponencial da difusividade com a umidade. O melhor ajuste foi obtido para a condio de contorno de igualdade de fluxos na superfcie a volume constante. A difusividade apresentou variaes significativas com a posio, umidade e temperatura. Comparando-se os casos de volume constante e varivel utilizando-se o modelo de Hsu, seus ajustes foram similares, porm as difusividades obtidas apresentaram ordens de grandeza de 10 vezes de diferena, sugerindo que a hiptese de volume constante conduz a estimativa de parmetros sem realidade fsica.

Abstract: The hydration process is an important step in the production of soybean protein. These proteins are used primarily to the production of soy-based foods. For the description of the hydration of soybeans phenomenological mathematical models of distributed parameters can be used. These models consider elementary steps of mass transfer and include spatial variations of the properties described. In the solution of such models partial differential equations are generated that require an initial condition and two boundary conditions to be solved. The boundary conditions are usually set in the center and at the surface of the grain. There are different approaches to what happens in terms of surface boundary condition and three of them are generally used: equilibrium moisture immediately reached, moisture behaving as a first order process with respect to time and equality of diffusive and convective flows. It is interesting to use the boundary condition that describes what is really happening on the surface so that there is a good fit. Beyond the boundary conditions, the hypothesis that the volume and diffusivity vary during hydration were also explored. There are indications that the diffusivity has an exponential dependence with moisture in soybean hydration and the volume of the grain undergoes a variation of up to 30% by the end of hydration. In this context, three boundary conditions on the surface were tested and it was assessed which gives the best fit to the experimental data at constant volume while Hsu's model was solved for the cases of constant and variable volume. All models considered the exponential dependence of diffusivity with moisture. The best fit was obtained for the boundary condition of equal flows on the surface at constant volume. The diffusivity showed significant changes with position, humidity and temperature. Comparing the cases of constant and variable volume using Hsu's model, the fits were similar, but the diffusivities obtained showed orders of magnitude of 10 times difference suggesting that the constant volume hypothesis leads to an estimation of parameters without physical reality.
Data da defesa: 10/02/2012
Cdigo: vtls000207868
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2012
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Luiz Mrio de Matos Jorge
Co-orientador: Prof. Dr. Mnica Ronobo Coutinho
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia . Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)/
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: beth
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertao de Mestrado - Douglas Junior Nicolin - DIGITAL.pdf
Tamanho: 2309 Kb (2364724 bytes)
Criado: 09-09-2013 10:38
Atualizado: 16-09-2013 14:51
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