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dc.contributor.authorRoque, Bruna Fernanda de Sousa
dc.date.accessioned2021-05-03T11:29:13Z
dc.date.available2021-05-03T11:29:13Z
dc.date.issued2021-03-08
dc.identifier.citationROQUE, Bruna Fernanda de Sousa. Modelagem, simulação e análise de um cozedor contínuo de açúcar (CVP) para massa B aplicado em usinas brasileiras. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14213.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14213
dc.description.abstractKnown as the world's largest producer of crystallized sucrose, Brazil has been investing and increasing production capacities as well as seeking for greater energy efficiency and modernization of its sugar factories. In this context, continuous crystallization processes are replacing the traditional batch vacuum pans. This work aims to model, simulate and analyze a continuous vacuum pan (CVP) of B Massecuite, by solving its mass, energy and population balances and applying kinetic models from literature. The studied CVP is a horizontal equipment of vertical tubes with twelve compartments operating under vacuum, which is similar to the equipment applied in São Martinho sugar production industry located in São Paulo state. In this way, an analysis of the industrial data was performed to define the main factors that influence the production of B Massecuite, as well as investigating the size distribution and crystal characteristics of crystal produced in each compartiment. Then, two stationary models were developed and compared for the continuous vacuum pan. The first model (Model 1) comprises CVP as a set of perfectly agitated tanks in series, while Model 2 assumes the equipment as a plug flow crystallizer. The mass, energy and population balances of the two models were performed using Microsoft Excel software applying the VBA (Visual Basic for Applications) language and a set of entry data provided by São Martinho. The results of mass and energy balance calculated via the two models were compared with the experimental B Molasses purity, while trying to adjust the population balance using experimental data from the industrial equipment, such as crystal content and average size from each one of the 12 compartments. The adjusted models were validated using a set of real data, being verified the ability to simulate the operation of the studied continuous vacuum pan and the choice by Model 2 was made, with adjusted parameters to best represent the crystal content and average size inside the equipment. The typical operating conditions of Brazilian raw sugar industries were simulated in order to understand the influence of the raw material purity on the CVP performance. The contribution of the brix value set for each compartment for productivity and quality of B Massecuite was studied and an optimal total brix curve was selected to increase production without compromising the sugar quality. Finally, a brief analysis on the operation of only one side of the CVP was performed in comparison with the operation of the 12 compartments with a lower production.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCristalização industrialpor
dc.subjectCVPpor
dc.subjectSacarosepor
dc.subjectCozedor contínuopor
dc.subjectIndustrial crystallizationeng
dc.subjectSucroseeng
dc.subjectMassa Bpor
dc.subjectMassecuiteeng
dc.subjectModelagempor
dc.titleModelagem, simulação e análise de um cozedor contínuo de açúcar (CVP) para massa B aplicado em usinas brasileiraspor
dc.title.alternativeModeling, simulation and analysis of a continuous vacuum pan (CVP) for B massecuites applied in brazilian sugar millseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Bernardo, André
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5705402824877708por
dc.contributor.advisor-co1Queiroz, João Paulo Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7316247674511327por
dc.description.resumoConsolidado como o maior produtor mundial de sacarose, o Brasil vem investindo em ampliações de capacidade aliadas à busca por maior eficiência energética e modernização de suas fábricas de açúcar, dando lugar aos cozedores contínuos em substituição à tradicional cristalização em bateladas alimentadas. O objetivo desta pesquisa é modelar, simular e analisar a operação de um cozedor contínuo (CVP) de Massa B, através da resolução de seus balanços de massa, de energia e populacional aplicando modelos cinéticos presentes na literatura. O cozedor estudado é um equipamento horizontal de tubos verticais com doze compartimentos operando a vácuo, semelhante àquele aplicado em uma indústria de produção de açúcar da São Martinho S. A. no estado de São Paulo. Desta forma, dados industriais foram usados para realização de análise dos principais fatores que influenciam a produção de Massa B, bem como avaliação da granulometria e qualidade dos cristais produzidos câmara a câmara. Duas modelagens em regime estacionário foram elaboradas e comparadas para o cozedor contínuo. O Modelo 1 compreende o CVP como tanques de mistura perfeita em série com adição de cristais, enquanto o Modelo 2 assume o cozedor contínuo como um tubo de fluxo pistonado com alimentações ao longo de seu comprimento. Os balanços de massa, de energia e populacional dos dois modelos foram executados no software comercial Microsoft Excel aplicando a linguagem VBA (Visual Basic for Applications), usando como entrada um conjunto de dados fornecidos pela São Martinho. Os resultados de balanço de massa e energia resolvidos por duas propostas de modelagem foram confrontados com as respostas de teor de pureza do mel final, enquanto se buscou ajustar o balanço populacional por meio de amostragem dos cristais, medidos por peneiramento, no equipamento industrial. Os modelos ajustados foram validados com um conjunto de dados reais, sendo constatada a capacidade de simular a operação do cozedor contínuo estudado e feita a escolha pelo Modelo 2, com os parâmetros ajustados que melhor representaram a porcentagem de cristais e granulometria do açúcar ao longo do equipamento. Uma vez definido o modelo, foram simuladas as condições de operação típicas das usinas brasileiras avaliando a influência do teor de pureza do Mel A no desempenho do CVP e o papel do brix total de cada câmara na produtividade e qualidade do açúcar B, selecionando a curva de brix mais vantajosa. Por fim, uma breve análise sobre a operação de apenas um dos lados do CVP foi feita em comparação com a operação das 12 câmaras em marcha reduzida.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPqpor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6029848399110538por


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