Mestrado em Engenharia Química

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Navegando Mestrado em Engenharia Química por Orientador(a) "Bastos, Izabella Carneiro"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Avaliação da estabilidade de produtos lácteos através de análise físico-química, espectroscópica e imagens digitais
    (Universidade Federal de Alfenas, 2019-08-30) Leal, Ketolly Natanne Da Silva; Bastos, Izabella Carneiro; Diniz, Paulo Henrique Gonçalves Dias; Borges, Gilze Belém Chaves
    A ação oxidativa de alguns microrganismos e de substâncias químicas presentes em produtos lácteos podem alterar os seus níveis de acidez e pH, contribuindo para o escurecimento do produto. Consequentemente, a aparência em termos de cor é um dos primeiros fatores a ser considerado pelo consumidor, influenciando a aceitação ou rejeição do produto. Na indústria alimentícia, o parâmetro cor é medido através de colorímetros e espectrofotômetros, no entanto, o uso de imagens digitais para testes colorimétricos quantitativos vem sendo pesquisado, podendo ser aplicado em diversas áreas, inclusive a alimentícia. O processamento das imagens digitais é baseado no sistemade cor RGB (red, green, blue), HSV (hue, saturation, value) e Escala Cinza, no qual,a medição é através de algoritmos desenvolvidos em ambiente computacional. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo investigar durante 45 dias as alterações químicas, físico-químicas e colorimétricas dos produtos lácteos sobremesa láctea cremosa sabor chocolate branco e iogurte sabor morango. Essas alterações foram monitoradas por meio da análise dos parâmetros pH, acidez, teor de sólidos solúveis, umidade, caracterização reológica, além de espectroscopia na região do infravermelho médio e imagens digitais. Todas as medidas foram realizadas em triplicata por um período de 0 a 45 dias em intervalos de 15 em 15 dias e posteriormente processadas em ambiente computacional. Também foram realizados testes de estabilidadeexpondo as amostras à radiação ultravioleta (UV) e temperaturas em diferentes temposa fimde visualizar as condições de deterioração dos produtos. Desta maneira, pode-se verificar a qualidade e estabilidade ao longo do tempo de prateleira estabelecido pelo fabricante. Com base nos dados obtidos, constatou-se que houve alterações nos parâmetros avaliados, sendo que, a acidez da sobremesa láctea manteve-se constante durante o tempo de armazenamento. A partir da Análise de Componentes Principais utilizando as variáveis de cor, foi observado que as amostras foram agrupadas e separadas por tipo e tempo de armazenamento em concordância com as modificações colorimétricas visualmente observadas. Os testes de estabilidade indicaram que o tempo de armazenamento e tempo de exposição à radiação ultravioleta (UV) foram as variáveis de maior influência nos resultados de acidez, pH e sólidos solúveis.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Estudo e desenvolvimento de software para aplicação no tratamento de água de caldeira
    (Universidade Federal de Alfenas, 2022-12-15) Ribeiro, Carlos Rogério; Bastos, Izabella Carneiro; Borges, Gilze Belém Chaves; Dalcin, Maurielen Guterres
    A água que alimenta os reservatórios de caldeiras é proveniente de fontes naturais, tais como poços, lagos, rios, córregos, lagoas e água subterrânea. Para uma operação segura e eficiente, é extremamente importante o cuidado com a qualidade da água que alimenta esse equipamento, pois ela apresenta impurezas que podem gerar muitos problemas para a geração de vapor, tais como incrustações, processos corrosivos e arrastes, que comprometem tanto a qualidade do processo quanto a vida útil do equipamento, além de aumentar o consumo de combustível e de produtos químicos para tratamento da água e do efluente gerado. A seleção da tecnologia adequada para o tratamento depende do tipo de água a ser tratada e essa escolha é fortemente dependente da fonte de água, do tipo de processo, das condições de processo e das características do equipamento. Sendo assim, o tipo de tratamento adequado varia muito e a sua escolha e o seu monitoramento torna-se uma tarefa dispendiosa e que exige muito tempo dos profissionais responsáveis por avaliar cada parâmetro. O objetivo desse estudo foi apresentar o desenvolvimento de um software com uma tecnologia pouco disseminada até o momento e que determinasse a rota adequada para tratamento de água bruta a ser utilizada como fonte de reposição e também da água da caldeira, além de acompanhar o tratamento e emitir relatórios com orientações técnicas para a manutenção do tratamento e estabilidade do processo. Esse software foi desenvolvido com o Microsoft Access que é um gerenciador de dados da empresa Microsoft Corporation. O software determina o tipo de tratamento adequado para a água de reposição e para a água interna de uma caldeira através da faixa de pressão de trabalho do equipamento, dos parâmetros físico-químicos da água e suas faixas de controle, metalurgia do sistema e tipo de contato com alimentos. Seu uso auxilia os profissionais da área na escolha da tecnologia de tratamento a partir das características do processo e dos valores dos parâmetros analisados, tais como sílica, dureza total, alcalinidade total, alcalinidade hidróxida, pH, condutividade específica, ferro total, cobre total, cloretos e turbidez. Após o desenvolvimento do software, realizou-se um estudo de caso envolvendo uma usina termelétrica no interior de São Paulo que possui um sistema de cogeração de energia operando, inicialmente, a 48 bar e que se encontrava em fase de transição para 67 bar. Foram realizadas as análises dos parâmetros da água do sistema durante o período de 6 meses e, com os resultados obtidos nas análises, o software foi utilizado para a escolha do melhor tratamento para a água presente no processo e para monitoramento do sistema. Com o auxílio do software, foi possível verificar que o tratamento interno adotado para a água dessa caldeira condiz com o tratamento sugerido para caldeiras operando nas mesmas condições de acordo com a literatura. Foram realizadas também, sugestões de melhorias tanto para o pré-tratamento quanto para o tratamento interno para que fosse possível manter a estabilidade do sistema e gerar economias para a planta.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Implementação de sistema remoto de gerenciamento e monitoramento de parâmetros para miniusina solar fotovoltaica
    (Universidade Federal de Alfenas, 2020-09-25) Soares, Ivan Alan; Bastos, Izabella Carneiro; Lima, Cláudio Antônio De Andrade; Masselli, Yvo Marcello Chiaradia
    O presente trabalho possui como objetivo a implementação de um sistema de gerenciamento e monitoramento de dados para a miniusina solar fotovoltaica localizada na Universidade Federal de Alfenas, campus Poços de Caldas e a comparação do sistema desenvolvido com um sistema de aquisição de dados comercial. O sistema desenvolvido apresenta parâmetros coletados e também indicadores de desempenho obtidos por modelagens numéricas. Para isso, foram utilizados equipamentos de medição e desenvolvidos um registrador de dados, um servidor web, uma REST API e uma aplicação web responsiva. O registrador de dados foi desenvolvido utilizando o computador de placa única Raspberry Pi 3 Modelo B e o banco de dados de séries temporais TimescaleDB. Os dados coletados pelo registrador são sincronizados e salvos no banco de dados do servidor web através da REST API. A comunicação entre a aplicação e servidor também é feita por intermédio da REST API, a qual retorna as informações requisitadas pela aplicação. A aplicação web foi implementada utilizando tecnologias web e bibliotecas de desenvolvimento como React, Bootstrap e ApexCharts. A aplicação foi dividida em páginas para melhor visualização dos dados como painel de controle, produção, desempenho do sistema, parâmetros medidos e clima. As páginas apresentam os dados utilizando gráficos e tabelas, além de permitir o usuário efetuar o download dos dados em formato XLS ou CSV. Além da vantagem de ser codificado em linguagens e tecnologias de baixo custo, em contraste com um sistema de aquisição de dados comercial, o sistema desenvolvido no presente trabalho atingiu uma variação percentual de 0.5361% no campo de monitoramento da produção de potência CA total da miniusina fotovoltaica monitorada, constituindo o sistema desenvolvido como um mecanismo válido para o monitoramento de sistemas fotovoltaicos.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Medição, modelagem e análise da inserção de sistema fotovoltaica na rede – estudo de caso da Universidade Federal de Alfenas – Campus Poços de Caldas
    (Universidade Federal de Alfenas, 2021-01-22) Guimarães, Daniel Oliveira; Bastos, Izabella Carneiro; Leite, Álvaro Afonso Furtado; Santos Júnior, Iraí
    Na intenção de abranger os conhecimentos obtidos através da engenharia química e aplicados na prática, o trabalho teve como intuito a medição, modelagem e análise da inserção do sistema fotovoltaico na rede. Assim, a pesquisa utilizou como estudo de caso, a Universidade Federal de Alfenas - Campus Poços de Caldas, o qual houve o acompanhamento da instalação de uma mini usina fotovoltaica de 84,36 kWp. A mini usina foi instalada em dois prédios da universidade com a implementação de um sistema de instrumentação e automação, o qual proporciona dados de medições seja na parte contínua (CC) ou alternada (CA), fornecendo informações necessárias sobre a qualidade de energia gerada. Inicialmente foi elaborado um pré-projeto, utilizando o software PVsyst, para quantificar os benefícios da instalação do sistema fotovoltaico na universidade. Baseado em simulações, e com a verificação de todas as possíveis perdas do sistema, foi realizado um estudo durante um período de 12 meses referente a eficiência energética bem como a economicidade a ser gerada para instituição. Para fins de comparação e validação, o sistema simulado foi comparado com o real através do Software do fabricante Fronius Solar Web. Para garantir o correto funcionamento da usina, avaliando possíveis problemas que este sistema poderia gerar na rede elétrica, realizou-se também em conjunto, uma simulação de todo o sistema fotovoltaico utilizando o software padrão de engenharia, denominado MATLAB/Simulink. Dados reais climáticos, coletados da estação solarimétrica instalada na universidade, foram inseridos na simulação, assegurando assim, a correta avaliação do sistema. Além disso, foi necessário o desenvolvimento em software, de um sistema de controle capaz de atender o ponto máximo de potência durante a geração de energia. Posterior as análises teóricas, foi realizado, com o sistema fotovoltaico já instalado, medições em campo utilizando o instrumento analisador de energia, de modo a comparar os impactos efetivamente causados a rede com aqueles que foram simulados no MATLAB/Simulink. As medições foram realizadas antes e após a instalação da mini usina, o que resultou em uma análise de qualidade de energia comparando a energia elétrica em ambas situações. Cabe ressaltar que os resultados obtidos perante os equipamentos de medição e simulação foram confrontados com o MODULO 8 do Procedimento de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST, que define os padrões de qualidade de energia elétrica (QEE) em relação aos distúrbios que ocorrem na rede. Deste modo, conclui-se que a instalação do sistema fotovoltaico obteve uma eficiência de 79,3%, gerando para a instituição uma economia média mensal de 10.947kW. Durante o período analisado, a geração fotovoltaica causou impactos mínimos na rede após sua inserção, permanecendo dentro dos parâmetros exigidos, havendo ainda uma melhora no fator de potência, o qual contribui na qualidade de energia do sistema avaliado.