Mass transfer and particleinteractions in granular systems and suspension flows

The purpose of this study was to investigate some important features of granular flows and suspension flows by computational simulation methods. Granular materials have been considered as an independent state ofmatter because of their complex behaviors. They sometimes behave like a solid, sometimes like a fluid, and sometimes can contain both phases in equilibrium. The computer simulation of dense shear granular flows of monodisperse, spherical particles shows that the collisional model of contacts yields the coexistence of solid and fluid phases while the frictional model represents a uniform flow of fluid phase. However, a comparison between the stress signals from the simulations and experiments revealed that the collisional model would result a proper match with the experimental evidences. Although the effect of gravity is found to beimportant in sedimentation of solid part, the stick-slip behavior associated with the collisional model looks more similar to that of experiments. The mathematical formulations based on the kinetic theory have been derived for the moderatesolid volume fractions with the assumption of the homogeneity of flow. In orderto make some simulations which can provide such an ideal flow, the simulation of unbounded granular shear flows was performed. Therefore, the homogeneous flow properties could be achieved in the moderate solid volume fractions. A new algorithm, namely the nonequilibrium approach was introduced to show the features of self-diffusion in the granular flows. Using this algorithm a one way flow can beextracted from the entire flow, which not only provides a straightforward calculation of self-diffusion coefficient but also can qualitatively determine the deviation of self-diffusion from the linear law at some regions nearby the wall inbounded flows. Anyhow, the average lateral self-diffusion coefficient, which was calculated by the aforementioned method, showed a desirable agreement with thepredictions of kinetic theory formulation. In the continuation of computer simulation of shear granular flows, some numerical and theoretical investigations were carried out on mass transfer and particle interactions in particulate flows. In this context, the boundary element method and its combination with the spectral method using the special capabilities of wavelets have been introduced as theefficient numerical methods to solve the governing equations of mass transfer in particulate flows. A theoretical formulation of fluid dispersivity in suspension flows revealed that the fluid dispersivity depends upon the fluid properties and particle parameters as well as the fluid-particle and particle-particle interactions.

Aspereza equivalente de ríos con contorno granular grueso

El concepto de aspereza equivalente (ks) permite relacionar la resistencia al flujo de cauces de contorno granular con el tamaño de las partículas que lo conforman, mediante la ley logarítmica de distribución vertical de velocidad de la corriente. En este artículo se revisa el estado del conocimiento acerca de los criterios para la predicción de dicha relación con el objetivo de brindar una guía para la selección de los mismos. Pese a que el análisis de las experiencias compiladas desvela la dispersión de resultados, a efectos prácticos se recomienda para ríos de grava y de montaña: ks 3•d90; ks 3,4•d84 y ks 7•d50. Dicha dispersión y el hecho de que ks sea varias veces superior al diámetro medio del sedimento puede atribuirse en diferente grado: a la heterogeneidad del sedimento en lechos naturales, a las formas de fondo, al transporte sólido de fondo,así como a las limitaciones del modelo logarítmico de distribución de velocidad bajo ciertas condiciones de flujo. La predicción de ks en función de variables estadísticas del campo de elevaciones del lecho se ha revelado como una alternativa con una elevada capacidad explicativa, por lo que en la medida que avancen las técnicas microtopográficas se consolidará esta vía como el método del futuro.

Conservação de produto minimamente processado de goiabas 'Kumagai' e 'Pedro Sato'

O processamento mínimo permite a obtenção de produtos com qualidade, frescor e conveniência para o consumidor. O objetivo deste trabalho foi determinar os efeitos de tipos de corte e de temperaturas de armazenamento na conservação de produto minimamente processado de goiabas 'Kumagai' e 'Pedro Sato', associando-se goiabas de polpa branca e de polpa vermelha num único produto, como forma de torná-lo mais atraente e nutritivo. Os frutos foram minimamente processados em rodelas e fatias, acondicionados em bandejas de poliestireno expandido, recobertas com filme de PVC 17µm e armazenadas a 5ºC e 15ºC, durante 9 dias. As análises foram realizadas a cada 3 dias quanto às suas características físicas e químicas (firmeza do mesocarpo e da região placentária, cor da casca e da região placentária e teores de sólidos solúveis, acidez titulável e ácido ascórbico) e sensoriais (aparência). As temperaturas e os tipos de cortes não influenciaram nos conteúdos de ácido ascórbico, sólidos solúveis e acidez titulável. O corte tipo rodela manteve por mais tempo a firmeza do mesocarpo e da região placentária. A temperatura de 5ºC preservou a cor da casca, enquanto a de 15ºC e o corte tipo fatia implicaram maior escurecimento da polpa na região placentária. O produto minimamente processado mantido a 5ºC, bem como o corte em rodelas foram os preferidos pelos provadores

Utilização de diferentes embalagens plásticas para a conservação de produto minimamente processado de mangas 'Tommy Atkins'

O trabalho objetivou a avaliação do potencial de conservação de mangas 'Tommy Atkins', minimamente processadas, utilizando-se de diferentes tipos de embalagens plásticas para o estabelecimento da atmosfera modificada (AM) passiva. Os frutos, colhidos fisiologicamente maturos, apresentavam coloração roxo-esverdeada (1:1), teor de sólidos solúveis (SS) 8,9 ± 0,3ºBrix, acidez titulável (AT) de 1,25 ± 0,5g de ácido cítrico.100g de polpa-1 e massa fresca de 565 ± 25g. Os frutos, após a higienização em solução previamente acidificada (pH=3,0) de hipoclorito de sódio (NaOCl), a 100mg.L-1, por 10 minutos, e seccionados em pedaços de 0,02 ± 0,01m de largura e 0,05 ± 0,015m de comprimento, foram novamente higienizados em solução previamente acidificada de NaOCl (pH=3,0), a 10mg.L-1, por 3 minutos. Os pedaços, no formato de cubos de 0,02 ± 0,01m de largura e 0,05 ± 0,015m de comprimento, foram acondicionados em bandejas rígidas de poliestireno (0,19 x 0,12m), com capacidade para 250g e revestidas com os seguintes materiais: T1 (controle): filme perfurado de polietileno de baixa densidade (PEBD) de 0,006mm (35 perfurações na superfície da embalagem, simulando a atmosfera convencional); T2: filme de PEBD de 0,020mm; T3: filme de PEBD de 0,060mm; T4: filme de PEBD de 0,080mm; T5: filme de polipropileno (PP) de 0,052mm, e T6: bandeja rígida de polietileno tereftalato (PET), herméticas, com capacidade para 500 mL e dimensões de 0,22 x 0,12 x 0,11m, com tampa do mesmo material, sem perfurações e sem o revestimento plástico. Os tratamentos foram acondicionados em câmara frigorífica a 10 ± 0,5°C e 90 ± 3% de U.R, por 10 dias. Não foi constatada diferença significativa entre os tratamentos para as análises de SS e AT. A maior atividade microbiológica foi observada nos frutos embalados em filmes de PEBD de 0,006 e 0,020mm. As menores perdas de massa fresca, a melhor manutenção dos teores de ácido ascórbico, a ausência de contaminação microbiana, o melhor aspecto visual e a preferência dos julgadores na análise sensorial foram atribuídos aos frutos acondicionados nas embalagens PET.

The Dynamics of Force Fluctuations in Shear Granular Flows

Tämän työn tavoitteena oli tutkia rakeisen materiaalin kinematiikkaa ja rakentaa koelaitteisto rakeisen materiaalin leikkausjännitysvirtauksien tutkimiseen. Kokeellisessa osassa on keskitytty sisäisiin voimaheilahteluihin ja niiden ymmärtämiseen. Teoriaosassa on käyty läpi rakeisen materiaalin yleisiä ominaisuuksia ja lisäksi on esitetty kaksi eri tapaa mallintaa fysikaalisien ominaisuuksien heilahteluja rakeisessa materiaalissa. Nämä kaksi esitettyä mallinnusmenetelmää ovat skalaarinen q-malli ja simulointi. Skalaarinen q-malli määrittelee jokaiseen yksittäiseen rakeeseen kohdistuvan jännityksen, rakeen ollessa osa 2- tai 3-dimensionaalista asetelmaa. Tämän mallin perusidea on kuvata jännityksien epähomogeenisuutta, joka johtuu rakeiden satunnaisasettelusta. Simulointimallinnus perustuu event-driven algoritmiin, missä systeemin dynamiikkaa kuvataan yksittäisillä partikkelien törmäyksillä. Törmäyksien vaiheet ratkaistiin käyttämällä liikemääräyhtälöitä ja restituution määritelmää. Teoriaosuudessa käytiin vielä pieniltä osin läpi syitä jännitysheilahteluihin ja rakeisen materiaalin lukkiintumiseen. Tutkimuslaitteistolla tutkittiin rakeisen materiaalin käyttäytymistä rengasmaisessa leikkausjännitysvirtauksessa. Tutkimusosuuden päätavoitteena oli mitata partikkelien kosketuksista ja törmäyksistä johtuvia hetkellisiä voimaheilahteluja rengastilavuuden pohjalta. Rakeisena materiaalina tutkimuksessa käytettiin teräskuulia. Jännityssignaali ajan funktiona osoittaa suurta heilahtelua, joka voi olla jopa kertalukua keskiarvosta suurempaa. Tällainen suuren amplitudin omaava heilahtelu on merkittävä haittapuoli yleisesti rakeisissa materiaaleissa käytettyjen jatkuvuusmallien kanssa. Tällainen heilahtelu tekee käytetyt jatkuvuusmallit epäpäteviksi. Yleisellä tasolla jännityksien todennäköisyysjakauma on yhtäpitävä skalaarisen q-mallin tuloksien kanssa. Molemmissa tapauksissa todennäköisyysjakaumalla on eksponentiaalinen muoto.

Valores típicos do "produto dose-área" (DAP) obtidos durante o estudo videofluoroscópico da deglutição

Analisamos o produto dose-área ("dose area product" - DAP) de 12 pacientes submetidos a videofluoroscopia da deglutição. O objetivo foi estimar a exposição à radiação produzida neste tipo de estudo. Utilizamos medidor de DAP (PTW-Diamentor), que registra, de modo cumulativo, as doses de radiação que atingem o examinado durante todo o procedimento. Obtivemos nossos dados em duas salas dotadas com equipamentos da mesma marca e modelo. O protocolo, rigorosamente o mesmo, foi efetuado por um único e experiente profissional. Os valores do DAP para o estudo da deglutição em três fases (oral, faríngea e esofágica) foram: sala 1 (sete pacientes) - 4.101 cGy.cm² de DAP médio com 577 cGy.cm²/min.; sala 2 (cinco pacientes) - 804 cGy.cm² de DAP médio com 119 cGy.cm²/min. Estes resultados díspares foram obtidos de indivíduos com média de 1,57 m de altura e 56 kg de peso, em protocolo que se cumpriu em cerca de sete minutos. Concluímos que as doses, cinco vezes mais baixas, obtidas na sala 2, retratam mais adequadamente a exposição determinada pela videofluoroscopia da deglutição. Acreditamos que as doses mais altas, da sala 1, embora dentro dos padrões internacionais para exames do tubo digestivo, devam-se ao desconhecimento do desempenho, nem sempre perfeito, dos equipamentos radiológicos. Esta conclusão encontra apoio no fato de, em nosso meio, não ser usual que os serviços de radiodiagnóstico tenham implementado um rotineiro "programa de garantia de qualidade" e aponta para a importância do DAP na qualificação dos métodos e equipamentos radiológicos.

Magnetic properties of an Fe/Cu granular multilayer

A Cu/Fe granular film, formed from a multilayer film and composed of particles of Fe imbedded in Cu, has had several of its important properties investigated. Measurements include ferromagentic resonance, magnetoresistance, Mössbauer effect, magnetic viscosity, and magnetization. The two‐phase behavior of these immiscible alloy systems, and the effect of multilayering on the shape of the magnetic precipitates, can explain some of these properties. An explanation of the ferromagnetic resonance line shape is proffered. An extraordinary macroscopic quantum tunneling effect is found to govern the magnetic relaxation at the lowest temperatures.

Pneumatic Conveying of Granular Materials in a Pilot Scale Downer-Riser System

Studies regarding the field of this work aim to substitute industrial mechanical conveyors with pneumatic conveyors to overcome the disadvantages in solids flow regulation and risks posed to production and health. The experimental part of this work examines how the granular material properties, fluidizing airflow rate, equipment geometry, and pressures along the pipes affect the mass flow rate through the system. The results are compared with those obtained from previous experiments conducted with alumina. Experiments were carried out with a pilot scale downer-riser system at Outotec Research Center Frankfurt. Granular materi-als used in this work are named as sand, ilmenite, iron ore 1 and iron ore 2.

Drag force and frictional resistances in vertically vibrated dense granular media

The objective of this thesis is to shed light on the vertical vibration of granular materials for potential interest in the power generation industry. The main focus is investigating the drag force and frictional resistance that influence the movement of a granular material (in the form of glass beads) contained in a vessel, which is subjected to sinusoidal oscillation. The thesis is divided into three parts: theoretical analysis, experiments and computer simulations. The theoretical part of this study presents the underlying physical phenomena of the vibration of granular materials. Experiments are designed to determine fundamental parameters that contribute to the behavior of vibrating granular media. Numerical simulations include the use of three different software applications: FLUENT, LS-DYNA and ANSYS Workbench. The goal of these simulations is to test theoretical and semiempirical models for granular materials in order to validate their compatibility with the experimental findings, to assist in predicting their behavior, and to estimate quantities that are hard to measure in laboratory.

Obtenção do 2-etóxi-2-metilpropano grau analítico a partir do produto comercial

Ethyl tert-butyl ether (ETBE) is produced by commercial processes to a purity of up to 96%. In recent years, several companies have started to produce ETBE, increasing the demand for standards with higher grades of purity in the area of production control and final product certification. The present work involved the development of a purification protocol for obtaining high purity ETBE from the commercial product used in the formulation of automotive gasolines, using a spinning band distillation column. The ETBE thus produced showed a purity of over 99.5%, its main contaminant being its isomer, ethyl-sec-butyl ether (ESBE).

Validação de método para a determinação de 5-hidroximetilfurfural em mel por cromatografia líquida e sua influência na qualidade do produto

In honey 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) is one of the most typical products of degradation: it is usually absent in fresh honey, but its concentration tends to rise as a result of heating processes or long-term storage. The validation protocol was performed in terms of detection and quantification limits, precision (by repeatability and intermediate precision), linearity and accuracy (by recovery tests). The method has been tested on 15 honey samples of different ages and geographical origin. HMF correlated highly with the age of the samples has been considered a very important parameter to put these honeys on the market or not and/or to estimate their shelf life.

Luz: um raro produto de reação

The production of visible light by chemical reactions constitutes interesting and fascinating phenomena and several reaction mechanisms are discussed to rationalize excited state formation. Most efficient chemiluminescence reactions are thought to involve one or more electron transfer steps and chemiexcitation is believed to occur by radical annihilation. A brief introduction to the general principles of light production and the main known chemiexcitation mechanisms will be given here. Subsequently, recent results on the mechanistic elucidation of efficient chemiluminescence systems, as the peroxyoxalate reaction, the induced decomposition of phenoxy-substituted 1,2-dioxetanes and the catalyzed decomposition of new a-peroxylactones will be discussed.

Processamento de cartuchos de impressoras de jato de tinta: um exemplo de gestão de produto pós-consumo

This work presents a route for processing spent ink-jet cartridges in an experimental course. The disassembly of the cartridges requires several steps and the recognition of their different components is essential to define the best final destination (recycling, co-processing). The plastic strips were chemically processed so as to recover gold and copper. The students recognized the difficulty of processing multicomponent wastes and the importance of the chemical work under the best safety conditions; they also experienced many laboratory techniques and recognized the value of the selective collection and the reverse logistics to reach a viable commercial scale recycling.

Desempenho do setor florestal para a economia brasileira: uma abordagem da matriz insumo-produto

Este trabalho teve como objetivo analisar o desempenho do setor florestal na economia brasileira, tendo como referência o ano de 2005. Foi utilizado o modelo de insumo-produto para o cálculo de multiplicadores setoriais, índices de ligações de Rasmussen-Hirschman e índices puros de ligação. Os resultados indicaram que o setor florestal foi importante para o desenvolvimento socioeconômico do Brasil em 2005, já que contribuiu para o saldo positivo da balança comercial brasileira, dada a sua participação no valor das exportações por unidade de produção. Além disso, a relevância desse setor pode ser demonstrada pelos impactos de alteração na demanda final do setor florestal sobre a produção, a arrecadação de impostos, a renda e o emprego.

Uso do produto MOD13Q1 do sensor Modis para análise temporal e mapeamento das florestas nas Serras do Sudeste e Campanha Meridional do Rio Grande do Sul

Imagens NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) do sensor Modis foram utilizadas para mapear as classes de uso e cobertura da terra nas Serras do Sudeste e Campanha Meridional do Rio Grande do Sul. A metodologia compreendeu a elaboração de um banco de dados espaciais e a aplicação de técnicas de processamento digital (contraste linear, classificação digital e operações aritméticas) sobre imagens dos satélites Landsat e Terra de diversas datas. Os resultados indicaram que a cobertura florestal passou de 8,6% para 11,6% e 14,3% da área total da microrregião Serras do Sudeste, entre os anos 2000, 2004 e 2008. Na Campanha Meridional, a expansão da cobertura florestal passou de 11,1% para 11,2% e 11,5% da área total no mesmo período. Conclui-se que imagens MOD13Q1, de baixa resolução espacial (250 m), podem ser usadas em grandes áreas para mapear florestas e os demais temas adequadamente.