Comparative analysis of different techniques to monitor liquid level in a cane diffuser bed (2019)
- Authors:
- Autor USP: ANGEL, DIANA MARITZA SEGURA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: PERCOLAÇÃO; CANA-DE-AÇÚCAR; SACAROSE
- Keywords: Condutância; Impedância; Nível de líquido observado; Difusor; Escala industrial
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A extração de sacarose em um difusor de cana-de-açúcar depende da taxa de percolação do liquido pelo leito da cana. Elevadas taxas de percolação promovem a transferência de massa e aumentam a humidade do leito de cana (isto é, retenção de líquido no interior do leito) melhorando assim, a extração da sacarose. No entanto, o aumento da taxa de liquido aplicada à superfície do leito da cana acima da taxa máxima de percolação resulta em inundação, causando mistura descontrolada de suco, destruição do perfil brix e redução da extração. Portanto, para evitar inundações no difusor, o nível do liquido no leito de cana deve ser monitorado e controlado através da automação da posição de spray responsável pela distribuição do líquido na superfície do leito de cana. Atualmente, o nível do líquido é controlado por inspeção visual nos visores instalados em alguns módulos do difusor. Esta técnica requer de pelo menos 12 operadores trabalhando enquanto o difusor está em operação, como resultado, este método é inviável na prática. Ademais, esta medida está limitada pela coleta manual de dados e pelo tempo de amostragem. A maioria dos métodos convencionais para medir o nível de líquido não são adequados para esta aplicação, portanto, novas metodologias foram introduzidas, como medidas de condutância entre a superfície do leito de cana e o difusor, e podem ser utilizadas como um indicador do nível do líquido. Outros pesquisadores optaram por usar manômetros para medir a pressão em um difusor experimental no laboratório. No entanto, eles não apresentaram resultados satisfatórios e os resultados dos experimentos realizados em escala industrial não foram amplamente aceitos; além disso, nenhum trabalho subsequente tem validado ou invalidado esses resultados. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar a viabilidade de usar manômetros, medidores de condutividade e medidores de impedância para avaliar onível do líquido observado em um leito de cana e assim fornecer as informações necessárias para controlar e ajustar a posição de pulverização, o que pode otimizar as taxas de percolação. A impedância elétrica nunca foi medida em um difusor de cana nem no laboratório. Por tanto, um novo sistema de medição de impedância capaz de registrar medições em um intervalo de impedância ajustável foi desenhado e construído para detectar as flutuações do efeito capacitivo e resistivo no leito de cana. Os resultados dos experimentos de condutância, pressão e impedância foram conduzidos no difusor de cana de Tongaat Hulett na fábrica de Maidstone são técnicas confiáveis para medir indiretamente o nível do liquido do leito de cana. Testes de reprodutibilidade foram realizados para confirmar os resultados apresentados nesta pesquisa. Os resultados dos experimentos de impedância mostraram que o efeito capacitivo não é significativo e não está relacionado com a inundação do leito de cana, nem com nenhuma característica especifica da cana o do processo de extração. Da mesma forma, a análises dos resultados dos testes de condutância mostraram que a vazão e a condutância só têm as mesmas flutuações sob condições especiais de operação tais como quando o difusor está sendo alimentado com cana-de-açúcar e quando as bombas de recirculação são ligadas e desligadas. A relações entre as variáveis como condutância, pressão, impedância e nível do líquido foram encontradas através do desenvolvimento de modelos matemáticos. Onde, o ajuste das constantes de uma função de permeabilidade lineal permitiu validar os dados experimentais no caso da técnica de medição de pressão. Por outro lado, os modelos matemáticos foram criados baseados em diversas equações como equações de transferência de segunda ordem e a equação de Darcy.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 14.03.2019
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ABNT
ANGEL, Diana Maritza Segura. Comparative analysis of different techniques to monitor liquid level in a cane diffuser bed. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-05022020-113011/. Acesso em: 29 maio 2024. -
APA
Angel, D. M. S. (2019). Comparative analysis of different techniques to monitor liquid level in a cane diffuser bed (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-05022020-113011/ -
NLM
Angel DMS. Comparative analysis of different techniques to monitor liquid level in a cane diffuser bed [Internet]. 2019 ;[citado 2024 maio 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-05022020-113011/ -
Vancouver
Angel DMS. Comparative analysis of different techniques to monitor liquid level in a cane diffuser bed [Internet]. 2019 ;[citado 2024 maio 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18147/tde-05022020-113011/
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