Clarificação dos sucos de acerola e abacaxi por ultrafiltração : modelagem e simulação do fluxo de permeado e determinação dos mecanismos de Fouling

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barros, Sueli Teresa Davantel de
Data de Publicação: 2002
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591466
Resumo: Orientadores : Leila Peres, Elisabete Scolin Mendes
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spelling Clarificação dos sucos de acerola e abacaxi por ultrafiltração : modelagem e simulação do fluxo de permeado e determinação dos mecanismos de FoulingEnzimasUltrafiltraçãoSuco de frutasModelos matemáticosOrientadores : Leila Peres, Elisabete Scolin MendesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: No processo tradicional de clarificação de sucos, utilizam-se filtros prensa e/ou terra diatomácea em grande quantidade, o que gera um alto custo com energia, mão de obra e um problema ambiental sério, que é a disposição final da terra diatomácea. A ultrafiltração permite que a clarificação e o refinamento ocorram numa só etapa, reduzindo assim o. tempo de processamento, permitindo então economia no processo, além de produzir um suco de qualidade superior. Este trabalho teve por objetivo estudar o processo de clarificação por ultrafiltração dos sucos de acerola e abacaxi. Realizou-se inicialmente, um estudo da influência do tratamento enzirnático sobre a viscosidade dos sucos e produtividade do processo de ultrafiltração, avaliando-se os efeitos do mesmo, sobre o fluxo permeado. Avaliou-se ainda, as condições operacionais e características de separação, utilizando-se membranas de fibra oca de polissulfona e cerâmica tubular, com reciclo total e parcial. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento enzirnático reduz as viscosidades dos sucos, causando um aumento no fluxo permeado, exceto no caso do suco de acerola permeando a membrana de fibra oca de polissulfona. O aumento de velocidade tangencial foi o fator que mais influenciou no aumento de fluxo de permeado. O aumento da temperatura e pressão causou aumento do fluxo permeado quando se operou à velocidade tangencial máxima, com reciclo total de permeado. Na situação de reciclo parcial de permeado, o aumento da temperatura e da pressão causou diversos efeitos sobre o fluxo permeado. A partir das análises fisico-químicas dos produtos obtidos, estabeleceram-se as condições de operação que aliaram os maiores fluxos, à melhor qualidade do produto. Usando-se o modelo das resistências em série para representar o fluxo permeado, foram desenvolvidas relações gerais entre o fluxo permeado, temperatura, velocidade tangencial e concentração. Os modelos modificados representaram adequadamente os fluxos, dentro das faixas de operação avaliadas. Os decaimentos dos fluxos permeados foram determinados (investigados) pelas expressões da teoria clássica da filtração, modificadas para fluxo tangencial e permitiram determinar os mecanismos de fouling, envolvidos durante o processo de ultrafiltraçãoAbstract: Clarified fruit juices are used in the manufacture of countless food products. The traditional clarification methods involve many batch filtration operations, which are laborious and time consuming, besides the enviromnental problem associated to the final disposition of the diatomaceous earth. The clarification of juices by ultrafiltration (UF) allows the clarification and refinement of the juice to be accomplished in a unique process, thus reducing the processing time and producing clarified juice of a superior quality. 80, the objective of this work was the study of the acerola and pineapple juices clarification by ultrafiltration, using hollow fiber polysulphone and tubular ceramic membranes. Initially, it was conducted a study in order to know the influence of enzymatic treatment on the juices viscosity and ultrafiltration on process performance (permeate flux and physical-chemical characteristics of the product). The influence of important operational parameters: transmembrane pressure, temperature, tangential velocity and pulp concentration were also evaluated, with total and partial recycle. The obtained results showed tOOt in general way the enzymatic treatment reduces the juices viscosity, thus increasing the permeate flux, except in the case of the ultrafiltration of acerola juice in hollow fiber polysulphone membrane. The increase of the tangential velocity influenced the permeate flux in ali the cases. For the system operation at maximum tangential velocity, in total recycle, an increasing temperature and pressure OOve caused an increasing permeate flux. When partial recycle was used, the increasing in temperature and pressure caused di:fferent effects on the permeate flux. The best operation conditions were obtained taking in account good physical-chemical products properties, combined with the highest obtained permeate flux, at the lower energy consumption. Using the resistances in series mode_ it was developed general relationships among the penneate flow, temperature, tangential velocity and pulp concentration. The resulting modified models OOve represented appropriately the permeate flow, in the range of the operational conditions evaluated. The penneate flux decreasing were evaluated using expressions ITom the c1assic filtration theOlY, modified for tangential flow. This allowed detennination ofthe fouling mechanisms involved in the UF processoDoutoradoCiência e Tecnologia de MateriaisDoutor em Engenharia Química[s.n.]Mendes, Elisabete ScolinPeres, Leila, 1957-Bittencourt, EdisonAndrade, Cid Marcos GonçalvesPetrus, Jose Carlos CunhaRoig, Salvador MassaguerUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuimicaPrograma de Pós-Graduação não informadoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBarros, Sueli Teresa Davantel de20022002-01-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf239p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591466BARROS, Sueli Teresa Davantel de. Clarificação dos sucos de acerola e abacaxi por ultrafiltração: modelagem e simulação do fluxo de permeado e determinação dos mecanismos de Fouling. 2002. 239p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1591466. 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