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

Orientadores : 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 processoDoutoradoCiencia e Tecnologia de MateriaisDoutor em Engenharia Químic

ANÁLISE DO FOULING NA ULTRAFILTRAÇÃO DO SUCO DE UVA

Este trabalho tem por objetivo a avaliação do mecanismo de fouling na clarificação do suco de uva “in natura”. Antes de iniciar o processo de clarificação do suco de uva pelo processo de separação por membranas (PSM), a polpa passou por uma centifugação seguido por um tratamento enzimático utilizando a enzima pectinolyase (Novozym 33.095) na concentração de 50 mg L-1, temperatura de 35 °C e tempo de tratamento de 15 min. Durante o PSM foram testadas diversas condições experimentais de temperatura, pressão e diametro de poros das membranas. O maior valor para o fluxo médio durante o PSM foi alcançado utilizando a membrana de 0,05mm na pressão de operação de 1 bar e temperatura de 40 oC. Nestas condições, foi realizado um estudo do comportamento do fouling onde verificou-se que o mecanismo que predominou foi o de formação de torta

Beer Clarification with polysulfone membrane and study on fouling mechanism

The aims of the present work were to study the relationship between the fluxes, permeate quality, and fouling mechanism. A polysulfone membrane with 100 KDa and 0.12 m² of surface area was used. Permeate fluxes were measured for different pressures (0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 bar) at the same temperature of 8 ºC. The fluxes measured for each pressure ranged from 22, 24, 27 and 30 kg h-1m-2 at 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 bar, respectively. Samples of the feed and permeate were analyzed for pH, color, turbidity, sugar, bitterness, and proteins. The fouling mechanisms observed were cake filtration, partial pore blocking, and complete pore blocking

<b>Modelo de gestão integrada de resíduos sólidos urbanos – estudo para o município de Maringá, Estado do Paraná</b> - DOI: 10.4025/actascitechnol.v25i1.2231

Este trabalho apresenta um modelo de gestão integrada dos resíduos sólidos urbanos para a cidade de Maringá, o qual além do seu caráter tecnológico moderno, com base nos resultados obtidos nesta pesquisa, constitui-se em uma integração entre as várias fases, principalmente na coleta diferenciada, com as várias formas de tratamento/destino final, que levam a um menor impacto ambiental, social e econômico, buscando o resgate da cidadania, por meio da garantia de melhores condições de vida para os segmentos menos favorecidos da sociedade e de melhor qualidade de vida. O modelo consta de um sistema de gerenciamento integrado, composto por: coleta segregada, coleta seletiva, unidades de triagem, unidade de compostagem e aterro sanitário. O trabalho apresenta um enfoque sobre a situação atual na questão dos resíduos sólidos urbanos na cidade de Maringá e prevê uma ação de remediação e fechamento do lixão, iniciando-se com a formulação de um modelo tecnológico, da implantação do projeto e de seu monitoramento

<b>Estudo reológico da polpa de morango (<i>Fragaria vesca</i>) em diferentes temperaturas</b></b> - doi: 10.4025/actascitechnol.v34i3.7833

<p class="aresumo">O morango é um fruto carnoso, suculento, de sabor levemente ácido, contém várias substâncias essenciais à nutrição humana. Nos últimos anos a indústria de polpas congeladas tem se desenvolvido com bastante rapidez. Logo, o conhecimento dos parâmetros reológicos é de grande apreço para as propostas de engenharia. Neste trabalho, foram determinados os parâmetros reológicos da polpa de morango na faixa de temperatura de 20-35ºC, usando um rêometro de cilindros concêntricos, ajustando os dados aos modelos de Ostwald de Waale, Bingham e Herschell-Buckley usando a metodologia Bayesiana. A polpa de morango exibiu comportamento não newtoniano com características pseudoplásticas. A viscosidade aparente diminuiu com o aumento da temperatura. O modelo de Arrhenius descreve de forma satisfatória o efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente.</p><p class="apalavrachave"><em> </em></p

<b>Estudo do efeito da temperatura sobre o comportamento reológico das polpas de gabiroba e goiaba</b> - doi: 10.4025/actascitechnol.v33i1.5852

Neste trabalho um estudo sobre o comportamento reológico das polpas de gabiroba e goiaba foi estudado na faixa de temperatura de 20 – 35&deg;C. As medidas reológicas foram feitas em rêometro Brookfield equipados com cilindro coaxial. Os reogramas foram ajustados a partir dos dados experimentais para os modelos de Ostwald de Waale, Bingham e Herschell-Buckley pela metodologia Bayesiana. Para ambas as polpas foram verificadas o comportamento pseudoplástico e sendo a pseudoplasticidade maior em baixas temperaturas. Considerando o modelo de Ostwald de Waale, a viscosidade aparente e o índice de consistência diminuíram com o aumento da temperatura ao passo que índice de comportamento aumentou com o aumento de temperatura

<b>Estudo reológico do vinho branco clarificado por membrana cerâmica</b> - DOI: 10.4025/actascitechnol.v28i2.1190

Os processos de separação por membranas em fluxo tangencial têm se mostrado como uma alternativa em substituição as técnicas clássicas de filtração. Isso tem ocorrido pois esses processos eliminam os resíduos gerados pelo método convencional e combinam a clarificação, estabilização e a esterilização em uma operação contínua de filtração. Neste trabalho, teve-se como objetivo estudar o comportamento reológico do vinho branco submetido a uma clarificação com membrana cerâmica de diâmetro médio de poros de 0,05 μm a 2 bar e 20ºC nas amostras de alimentado, permeado e retido. Obteve-se uma considerável redução na turbidez e não foi constatada variação significativa nas demais análises físico-químicas realizadas a ponto de descaracterizar o vinho obtido. Notou-se nas amostras de alimentado, retido e permeado o comportamento reológico de fluído newtonian