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Type: Dissertação
Issue Date: 30-Sep-2011
Authors: SANTANA, Elza Brandão
First Advisor: PINTO, Cláudio Roberto Orofino
metadata.dc.contributor.advisor2: COSTA, Cristiane Maria Leal
Title: Análise experimental do comportamento fluidodinâmico e da secagem de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) em leito de jorro
Citation: SANTANA, Elza Brandão. Análise experimental do comportamento fluidodinâmico e da secagem de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) em leito de jorro. 2011. 142 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2011. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Resumo: A linhaça é a semente da planta do linho (Linum usitatissimum L.), uma espécie polimorfa originária do linho, sendo considerada uma das 6 plantas atualmente reconhecidas pelo Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos (US National Cancer Institute - NCI) por suas propriedades específicas no combate ao câncer. Parte desse reconhecimento deve-se a notável característica de ser a fonte mais rica de precursores de lignina (esteróide vegetal de ação análoga ao estrógeno de mamíferos) na dieta humana. A variedade utilizada neste trabalho foi a “Linseed” de cor marrom e o objetivo deste trabalho foi analisar a fluidodinâmica dessa partícula em leito de jorro, estabelecida pelas medidas de tomadas de queda de pressão no leito a partir das deflexões em relação às velocidades de ar crescente e decrescente, obtendo assim informações para a determinação de parâmetros correlacionados ao processo, como: velocidade de mínimo jorro, queda de pressão máxima, queda de pressão no jorro estável e queda de pressão no mínimo jorro. Estes valores foram comparados aos correspondentes valores obtidos por equações empíricas citadas na literatura. Foi também avaliado o comportamento da secagem da matéria prima, mediante um planejamento estatístico 22, tendo com as variáveis de entrada temperatura do gás (Tg) e o tempo de operação (t), para a quantificação das variáveis de resposta razão de umidade (Xr, adim.), germinação (G, %) e o índice de velocidade de germinação (IVG, t-1) e analisadas estatisticamente pelo planejamento fatorial completo com três repetições no ponto central. A cinética de secagem das sementes de linhaça, previamente umidificadas, foi realizada nas temperaturas de 45, 55 e 65 °C, e dentre os três modelos propostos, o modelo de Midilli et al., foi que melhor descreveu aos dados experimentais. Para os parâmetros fluidodinâmicos observou-se que a correlação de Gorshtein e Mukhlenov (1965) apresentou os menores desvios para queda e pressão de mínimo jorro e jorro estável, Abdelrazek (1969) apresentou o menor desvio para a velocidade no mínimo jorro e Pallai e Németh (1969) descreveu adequadamente a queda de pressão máxima. Foi observado que a carga de sementes e a temperatura exerceram influência significativa nos parâmetros fluidodinâmicos em leito de jorro. Com base na análise do planejamento estatístico proposto pode-se concluir que os parâmetros de entrada temperatura do gás e tempo de operação exerceram influência significativa sobre todas as variáveis de resposta, sendo observada influência quadrática das variáveis de entrada ao se observar a significância da curvatura sobre os parâmetros: Razão de umidade, Germinação e Índice de Velocidade de Germinação, propondo-se modelos representativos destes parâmetros com a presença da curvatura, apresentando um coeficiente de determinação (R2) superior a 99 %.
Abstract: Flaxseed is the seed of the flax plant (Linum usitatissimum L.) is polymorphic native flax, and is considered one of the six plants currently recognized by the National Cancer Institute of the United States (U.S. National Cancer Institute - NCI) for their properties specific anti-cancer. Part of this recognition should be the remarkable characteristic of being the richest source of lignin precursors (vegetable steroid action analogous to the mammalian estrogen) in the human diet. The variety used in this work was the "Linseed" brown and objective of this study was to analyze the fluid-dynamics of spouted bed. The fluid-dynamics was defined by the measurements of the bed pressure drop as a function of the flow rate for different seeds loads, so getting information to determine parameters related to the process, such as: minimum spouting velocity, maximum pressure drop, stable spout pressure drop and minimum spouted pressure drop. These values were compared with the values obtained by empirical equations found in the literature. It was also studied the drying of raw material, through a full factorial design 22 with com three central point and the statistical analysis of the results were realized and the effects of independent variables spouting air temperature (Tg) and time (t) on the responses humidity ratio (Xr, adim.), germination (G, %) and germination speed index (GSI, t-1) were evaluated. The optimal operational point was determined as function of the entrance variables applying the concept of global desirability. The kinetics of drying was performed at temperatures of 45, 55 and 65 °C, and the Midilli et al. model showed the best fitting to the experimental data. For the fluid-dynamic parameters showed that the correlation of Gorshtein and Mukhlenov (1965) showed the lowest deviations for minimum spouted pressure drop and pressure drop in the steady spouted, Abdelrazek (1969) showed the smallest deviation to the minimum spouting velocity and Pallai and Németh (1969) described adequately the maximum pressure drop. It was observed that the mass of seeds processed and air-spouted temperature exerted a significant influence on fluid-dynamic. Based on the statistical analysis of experimental noticed that all variable Tg e t are statistically significant for the responses: humidity ratio, germination and germination speed index, proposing models representative of these parameters with the presence of curvature, obtaining the coefficient of determination (R2) greater than 99 %.
Keywords: Linhaça
Linum usitatissimum
Secagem
Leito de jorro
Fluidodinâmica
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Tecnologia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Appears in Collections:Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC

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