Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3918
Tipo: Dissertação
Título: Modelagem matemática e simulação numérica do transporte de oxigênio em filme multicamadas para uso em alimentos: uma abordagem semi-analítica
Autor(es): Batista, Rubia Viana
Primeiro Orientador: Menezes, Vivian Machado de
Primeiro coorientador: Wanzeller, Wanderson Gonçalves
Resumo: O objetivo do presente estudo foi desenvolver uma metodologia de simulação numérica capaz de prever o comportamento do oxigênio frente a sistemas poliméricos multicamadas, a fim de otimizar configurações de embalagem com maior barreira a esse gás. Foi utilizado o método da Transformada de Laplace para resolução das equações diferenciais parciais, com inversão numérica pelo algoritmo de Stehfest com o método de Gauss-Sidel, utilizando linguagem Fortran 77 e um compilador livre. Com essa metodologia foi possível simular o perfil de concentração de oxigênio frente a sistemas de embalagem contendo dois ou três materiais na configuração (ABA ou ABC). Para alguns sistemas, aumentando o tempo de simulação, a função concentração apresentava flutuação numérica na interface dos materiais, principalmente se o oxigênio difundia de um material com difusividade maior para um com difusividade menor. Quanto maior a diferença entre a ordem de grandeza dos coeficientes de difusão, maior é a flutuação numérica encontrada. O perfil de concentração de oxigênio simulado numericamente pode ser associado a resultados da literatura, validados experimentalmente. Os resultados mostraram-se promissores para aplicação em problemas de difusão em sistemas multicamadas e a metodologia pode ser utilizada para descrever sistemas com maior número de camadas.
Abstract/Resumen: The purpose of the present study was to develop a numerical simulation methodology capable of predicting the behavior of oxygen against multilayer polymeric systems, to optimize packaging configurations with a greater barrier to this gas. The Laplace Transform method was used to solve partial differential equations, with numerical inversion by the Stehfest algorithm with the Gauss-Sidel method, using Fortran 77 language and a free compiler. With this methodology, it was possible to simulate the oxygen concentration profile in front of packaging systems containing two or three materials in the configuration (ABA or ABC). For some systems, increasing the simulation time, the concentration function showed numerical fluctuation at the material interface, especially if oxygen diffused from a material with greater diffusivity to one with less diffusivity. The greater the difference between the order of magnitude of the diffusion coefficients, the greater the numerical fluctuation found. The numerically simulated oxygen concentration profile can be associated with results from the literature, experimentally validated. The results showed to be promissing for application in diffusion problems in multilayer systems and the methodology can be used to describe systems with a greater number of layers.
Palavras-chave: Métodos numéricos
Oxigênio
Gases
Embalagens de alimentos
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Laranjeiras do Sul
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3918
Data do documento: 2020
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
BATISTA.pdf1,08 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.