Dissertations / Theses: 'Simulation des aliments'

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Jenkinson, William. "Simulation de la mécanique mésoscopique des aliments par méthodes de particules lagrangiennes." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASB047.

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Abstract:

Le rôle des mécanismes mésoscopiques dans le traitement et la conception des aliments est encore mal compris, notamment pour la transformation orale et la perception de la texture. Malgré le développement de la physique de la matière molle, les scientifiques peinent encore à relier les comportements micro-, méso- et macroscopiques par des simulations. Cette thèse se concentre sur les simulations mécaniques, excluant les effets thermiques, chimiques et physico-chimiques, pour explorer le comportement des aliments à l'échelle mésoscopique. Nous avons développé une approche de simulation dans LAMMPS combinant des implémentations de "smoothed-particle hydrodynamics" (SPH) pour les liquides et les solides élastiques. Cette approche a été validée pour des scénarios comme l'écoulement de Couette et la déformation des granules. Les résultats démontrent l'efficacité de l'approche pour capter la dynamique des structures alimentaires et leurs interactions avec des papilles et des cils ; offrant de nouvelles perspectives sur la perception de la texture. L'étude met aussi en évidence l'impact de l'élasticité des granules et de leur fraction volumique sur les propriétés d'écoulement. Ce travail, centré sur la mécanique, reste ouvert à l'intégration future de processus thermiques, chimiques et biologiques dans les modèles alimentaires. Les recherches futures viseront à intégrer plus de physiques et à rendre les outils de simulation plus accessibles aux ingénieurs, pour favoriser les applications pratiques en science des aliments
The role of mesoscopic mechanics in food processing and design is not well understood, particularly for oral processing and texture perception. Despite the recognized importance of soft matter, the food science community has struggled to bridge the gap between micro-, meso-, and macro-scale behaviours using simulations. This thesis addresses this challenge by focusing on mechanical simulations, excluding thermal, chemical and physicochemical effects, to explore food behaviour at the mesoscopic scale. We have developed a simulation framework within the LAMMPS environment, combining smoothed-particle hydrodynamics (SPH) implementations for liquids and elastic solids. We validated the framework across scenarios such as Couette flow and deformation of granules in a flow. The results show the framework's effectiveness in capturing food structure dynamics and interactions with cilia and papillae and offer new insights into texture perception and hydrodynamics. The study also highlights how granule elasticity and volume fraction impact flow properties and their eventual role in texture perception. This work focuses on mechanics while deliberately remaining flexible enough to integrate mechanical, thermal, chemical, and biological processes in future food science models. Proposed future research includes strategies to integrate more physics and scales and efforts to improve the accessibility of simulation tools for engineers, advancing practical applications in food science

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Laguerre, Jean-Claude. "Modélisation du séchage en conditions variables : application de l'analyse compartimentale pour la simulation des régimes transitoires." École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (Massy, Essonne), 1991. http://www.theses.fr/1991EIAAA001.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif le déceloppement d'un modèle dynamique permettant de simuler le séchage à conditions variables (sauts et arrêts de séchage). Ce modèle doit être capable de décrire l'évolution des gradients internes du produit pour pouvoir simuler les régimes transitoires. Pour ce faire, nous avons utilisé l'analyse comportimentale qui permet d'obtenir un modèle répondant aux exigences formulées ci-dessus tout en restant assez simple (calcul nettement moins lourd que dans le cas de la résolution de l'équation de diffusion par différence ou éléments finis.

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Loubens, Clément de. "Compréhension et modélisation des phénomènes physiques régissant la libération des stimuli orosensoriels." AgroParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/56/05/01/PDF/these_loubens_vf.pdf.

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Abstract:

La compréhension et la modélisation des phénomènes régissant la libération des stimuli orosensoriels durant la consommation d'un aliment doit permettre de respecter des critères de conception à la fois nutritionnels et organoleptiques. Un modèle de libération du sel au cours de la mastication a été développé pour des produits « solides ». La déstructuration du produit a été appréhendée en terme de génération de surface de contact entre le produit et la salive qui gouverne les transferts de sel. La surface de contact a été considérée comme étant le produit de deux fonctions. La première est reliée au sujet et est fonction de son efficacité masticatoire. La seconde est reliée au produit et dépend de ses propriétés de déstructuration qui peuvent être déterminées par des tests in vitro. Durant la phase pharyngée, la biomécanique de la déglutition gouverne l'enduction des muqueuses par le bol alimentaire et ainsi la libération des composés d'arôme présents dans cette couche. Ces phénomènes sont régis par un écoulement en film mince, stationnaire, dans un contact élastohydrodynamique mou dont la cinématique équivaut à un processus d'enduction par des cylindres contrarotatifs lubrifiés par de la salive. Deux régimes ont été distingués. Lorsque le film de salive est fin, la viscosité du bol alimentaire a un grand rôle sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Lorsque le film de salive est épais, le bol est dilué par la salive durant le processus de déglutition et sa viscosité a un faible effet sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Ce second régime permet d'expliquer l'origine physique d'observations in vivo concernant la libération des composés d'arôme
Understanding and modeling phenomena governing stimuli release during food consumption make it possible to respect both nutritional and sensorial criteria during its formulation. A model of salt release during the course of mastication was developed for “solid” products. The breakdown was comprehended by the generation of the area of contact between the product and the saliva that governs the transfers of stimuli. The area of contact was written as the product of two functions. The first was related to the subject and was function of his masticatory performance. The second was related to the product and depended on its breakdown behavior that can be determined by in vitro tests. During the pharyngeal stage, the biomechanics of swallowing governs pharyngeal mucosa coating and aroma compounds present in this layer. These phenomena are due to a thin film flow, stationary in a soft elastohydrodynamic contact whose the kinematics is equivalent to a forward roll coating process lubricated by saliva. Two sets of conditions were distinguished. When the saliva film is thin, food bolus viscosity has a strong impact on mucosa coating and on flavour release. When the saliva film is thick, the food bolus coating the mucosa is very diluted by saliva during the swallowing process and the impact of product viscosity on flavour release is weak. This second set of condition allowed us to explain the physical origin of in vivo observations on flavour release

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Lezervant, Jérôme. "Activation des phénomènes de migration dans les emballages : application à la sécurité alimentaire des aliments emballés." Reims, 2007. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000558.pdf.

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Abstract:

Le règlement européen 1935/2004/CE impose la traçabilité des contaminants provenant des matériaux en contact avec les aliments. Les acteurs doivent s’assurer éventuellement par la simulation que les substances de l’emballage ne sont pas désorbées dans l’aliment au-delà des seuils fixés. Il n’existe pas de modèle général pour prédire les coefficients de diffusion, D, et leur énergie d’activation, Ea, dans les thermoplastiques. Ces travaux étudient les mécanismes moléculaires de transport de molécules de type additifs (MTA) dans les polyoléfines, et la contribution du piégeage entropique dans la grande dispersion des valeurs de D et Ea. Les analyses s’appuient sur des données expérimentales déjà disponibles (D, Ea) ou acquises lors de ces travaux (volumes d’activation, Va), et sur des simulations de mécanique et dynamique moléculaires hors équilibre. Les lois d’échelles de type D proportionnel à la masse moléculaire des MTA à une puissance α>1,8 et les simulations confirment que le confinement géométrique entre les chaînes du polymère est le facteur limitant la diffusion. La translation des MTA se produit par réorientations successives d’une fraction de leur longueur dans la direction de section minimale. Les ramifications et la symétrie réduisent la diffusion. La description de la marche aléatoire conduit à la proposition de descripteurs moléculaires pour classer et prédire les valeurs de D. La méthode proposée, basée sur des arbres de décision, permet de générer des valeurs vraisemblables ou des surestimateurs de D. Une méthode microscopique de mesure locale de D et Ea a été développée afin de considérer l’état semi-cristallin des polyoléfines à température ambiante
The EU directive 1935/2004/CE compels the traceability of contaminants originating from food contact materials. Stakeholders must verify possibly with simulation that desorbed substances from packaging materials do not exceed specific migration limits. No general model exist to predict diffusion coefficients, D, ands their activation energies, Ea, in thermoplastics. This work studies the molecular transport mechanisms of additives-type molecules (MAT) in polyolefins, and the responsability of entropic trapping for the high spread of D and Ea values. The analysis rely on experimental data (D, Ea), which were available before this study, and on data collected during this study (activation volumes, Va), as well as on simulations of molecular mechanics and non-equilibrium dynamics. Scaling laws of type D proportional to the molecular mass with a power α>1,8 and simulations confirm that the geometrical confinement between polymer segments is the factor which limits the diffusion. The translation process of MAT occurs by successive reorientations of a fraction of their length along the direction of minimum section. Ramifications and symmetry decrease the diffusion process. The description of diffusion of MAT as random walks between macro-states was used to propose molecular descriptors to classify and predict D values in polyolefins. With a probabilistic framework, the proposed method based on decision trees generates likely or overestimates of D values. A microscopic method of local measurement of D and Ea values has also been developed to consider the semi-crystalline state of polyolefins at ambient temperature

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Mouawad, Charbel Desobry Stéphane. "Transfert de matière dans un système solide/liquide "ions/eau/pectine" interactions, partage ionique et simulation par dynamique moléculaire /." S. l. : S. n, 2007. http://www.scd.inpl-nancy.fr/theses/2007_MOUAWAD_C.pdf.

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Mirade, Pierre-Sylvain. "Contribution à l'amélioration des procédés de traitement des solides par l'air grâce à la description et à la simulation de l'aéraulique ; application au refroidissement et au séchage des viandes." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2268.

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Abstract:

Ce travail a ete centre sur l'analyse de l'aeraulique de deux appareils de l'agro-alimentaire: un tunnel de refrigeration et un sechoir a saucisson. Une methode experimentale permettant de faire rapidement plusieurs milliers de mesures de vitesse d'air a ete mise au point. Elle combine le deplacement continu d'un anemometre et une technique de traitement du signal. En parallele, des calculs de simulation ont ete realises avec un code de calcul du commerce en mecanique des fluides (star-cd). Les mesures qui ont ete effectuees dans deux copies du ressuage et du sechoir ont permis d'apprecier l'effet sur l'aeraulique de modifications liees a la geometrie, au fonctionnement et au chargement. La visualisation des modules des vitesses d'air a mis en evidence des defauts de fonctionnement. Les calculs realises en 2 et en 3 dimensions ont permis de simuler des ecoulements dont la structure etait en bon accord avec les experimentations. Les ecarts sur les vitesses d'air entre les calculs et les mesures, determines sur plusieurs milliers de points, etaient en moyenne compris entre 0. 3 et 0. 4 m/s. Cette precision a ete suffisante pour deceler des defauts de ventilation et pour predire les cinetiques de refrigeration des produits. La simulation a aussi permis de mieux comprendre le fonctionnement des sechoirs

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Guérin, Romuald. "Estimation des hétérogénéités de traitement lors de la cuisson de fluides alimentaires polyphasiques en cuves mécaniquement agitées." Nancy 1, 2003. http://www.theses.fr/2003NAN10166.

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Abstract:

Nous avons mis au point dans cette thèse un système de mesure (capteur + outil type logiciel) qui permet, via une série de 19 mesures d'une propriété électrique du milieu agité, d'obtenir des images dynamiques des champs de température et ainsi de montrer l'existence de gradients thermiques au cours de la cuisson de milieux polyphasiques en cuve mécaniquement agitée. Un dispositif expérimental composé de 8 électrodes carrées disposées régulièrement sur la paroi interne de la cuve de façon non intrusive a été réalisé. L'outil développé permet également d'apprécier l'hétérogénéité de structure du milieu agité via un algorithme de détection basé sur le calcul du rapport de vraisemblance logarithmique et appliqué à la dérivée première du signal de conductivité électrique. Des essais expérimentaux ont été réalisés avec deux produits modèles simulant le comportement des fluides réels alimentaires texturants étudiés dans ce travail
In this work, a system that allows obtaining dynamic images of temperature fields from a set of 19 electrical property measurements of the agitated fluid via a number of electrodes which are mounted non-intrusively on the vessel boundary has been developped. Using this system, it was shown the existence of thermal gradients within the vessel. In the same time, the developed tool permits to appreciate structural heterogeneity of texturing foods during cooking from a detection algorithm based on the log-likelihood ratio and applied on the first derivative of the delivered electrical signal. Experimental studies were performed with model fluids, simulating the behavior of real food fluids. That was necessary in order to be freed from the seasonal variations of real foods and to be able to discuss the physical phenomena observed during cooking of such fluids

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Banoune, Sid-Ali. "Contribution de l'approche combinée simulation-système expert à la prévention et au diagnostic de pannes : application au système de réfrigération dans le secteur agro-alimentaire." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1997. http://www.theses.fr/1997ECAP0672.

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Abstract:

Une contribution aux recherches sur la combinaison de la simulation dynamique et des techniques d'intelligence artificielle afin de mettre au point des applications de diagnostic de pannes pour les procédés alimentaires. Nous avons tenté d'associer ces deux approches, grâce à un système expert, lequel reproduit la connaissance experte de fonctionnement et de diagnostic et un simulateur dynamique, lequel reproduit le comportement dynamique du système. Un système expert lequel reproduit la connaissance experte de fonctionnement et de diagnostic et un simuateur dynamique, lequel reproduit le comportement dynamique du système selon les pincipes premiers du focntionnement de celui-ci. Nous avons donc adopté une approche d'acquisition, de formalisation et de représentation de la connaissance experte qui nous a permit de mettre au point l'application système expert. Cette application a été validée grâce à une base de cas de pannes communes. Une approche de modélisation mathématique du procédé en fonctionnement normal. Le modèle algébro-différentiel a été validé grâce à des résultats expérimentaux. Nous avons enfin associé les deux approches pour la résolution d'un cas de panne spécifique. Il apparaît enfin, que l'association de ces deux approches permet d'élargir l'étendue du diagnostic et diminue les risques de diagnostic erronés du à une imprécision de la connaissance experte.

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Movahedkhah, Mahdi. "Proposition d'un modèle de dynamique des systèmes pour la simulation de l'évolution des indicateurs de performance des industries alimentaires." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0971.

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Abstract:

Cette thèse propose une structuration originale d'un Système Interactif d’Aide à la Décision (SIAD) appliqué à la gestion et au pilotage de la production des industries agroalimentaires. C’est par une approche systémique qu’une enquête dans les industries alimentaires a été conduite tout en se référant à une vision multicritère de la performance proposée par Kaplan et Norton dans leur tableau de bord prospectif. De cette approche empirique, une représentation des relations de causalité entre différents indicateurs de performance industrielle a été proposée formalisant ainsi un diagramme d’influence global correspondant à la base structurelle du modèle générique de dynamique des systèmes proposé. C'est dans ce cadre théorique et dans le champ d'application particulier que nous avons choisis, que nous avons proposé un modèle de simulation continue qui, à partir de valeurs initiales d’indicateurs de performance, est capable de simuler les évolutions possibles des comportements de ces systèmes de production particuliers et par conséquent, des évolutions de ces mêmes indicateurs. Ce SIAD permettra la prévision d’évolution d’indicateurs de performance en se basant sur leur interdépendance causale et dynamique, se différenciant ainsi, des méthodes passéistes classiques de prévisions à partir de séries chronologiques
The purpose of this thesis is to put forward an original structuring of an Interactive Decision Support System (IDSS) applied to the management control of the production system in food industries. A study of the food industry was carried out using a systemic approach that makes reference to a multi-criteria vision of the performance suggested by Kaplan and Norton in their balanced scorecard. With this empirical approach, a representation of the causality relations between various industrial performance indicators was proposed, thus formalising a global influence diagram corresponding to the structural base of the suggested system dynamics generic model. It is within this theoretical framework and the particular field of application that we chose and proposed a continuous simulation model which, from initial values of performance indicators, is able to simulate the possible evolutions in the behaviour of these particular production systems, and consequently, evolutions of these same indicators. This IDSS will allow to forecast the evolution of performance indicators while being based on their causal and dynamic interdependence, thus being different from the traditional forecast methods based on past chronological series

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Petit, Olivia. "Le plaisir et la santé dans la consommation alimentaire : activité cérébrale, motivation et simulation sensorielle." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM1036.

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Abstract:

L'autorégulation est une ressource essentielle pour ne pas succomber à la tentation de consommer des aliments fortement caloriques. Elle demande de la volonté et de contrôler ses émotions et sensations. Cependant, nous évoluons dans un environnement valorisant le plaisir alimentaire où les informations de santé sont mal prises en compte, entrainant des difficultés d'autorégulation. Ces difficultés se retrouvent notamment chez les personnes en surpoids et/ou au régime. Nous avons émis l'hypothèse que valoriser le goût des aliments sains pourrait aider ces personnes à s'autoréguler et nous avons conduit deux expériences pour la tester. Dans la première, les messages basés sur le plaisir de consommer des fruits et légumes se sont avérés plus persuasifs pour ces individus. De la même manière, dans la seconde étude lors de la prise de décision simuler le plaisir procuré par ces aliments augmente davantage le choix d'aliments sains pour ces individus. Par le recours à la neuro-imagerie fonctionnelle, nous montrons également des différences significatives d'activité cérébrale entre ces individus au moment du choix d'aliments sains dans cette condition. Il apparaît plus impulsif chez les sujets les plus sensibles à la récompense, se rapprochant du choix d'aliments fortement caloriques. Au contraire, il apparaît plus réfléchi chez les sujets ayant un IMC élevé, facilitant ainsi l'autorégulation. Au niveau théorique, cette recherche met en avant le rôle positif des émotions et sensations liées au plaisir dans l'autorégulation. Au niveau managérial, elle suggère l'importance d'adapter les stratégies de promotion des aliments sains au public ciblé
Self-regulation is an essential resource for not succumbing to (junk) food. It requires willpower and control of emotions and sensations. However, individuals operate in an environment enhancing food pleasure where health informations are few and poorly considered, causing difficulties in self-regulation. These difficulties are found especially in overweight people and/or dieter. We hypothesized that value the taste of healthy foods could help people to self-regulate and we conducted two experiments to test it. In the first study, messages highlighting the pleasure of eating fruits and vegetables are more persuasive to subjects taking risks to health. Similarly, in the second study in decision making, focusing on the tatste of these foods increases more healthy food choices for these subjects. By using neuroimaging, we have shown brain activity distinctions between these subjects when choosing healthy food in this condition. Choosing healthy food is more impulsive for the most sensitive to reward subjects, approaching the choice of junk foods. Instead, it appears more reflective for subjects with a high BMI and choosing more junk foods, facilitating self-regulation. At the theoretical level this research highlights the positive role of emotions and sensations related to pleasure in self-regulation. At the managerial level, it suggests the importance of adapting strategies to the target audience in order to efficiently healthy food consumption

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Guitton, Erwan. "Caractérisation mécanique multiaxiale de matériaux polymères, application à un PHA utilisé pour des structures d'emballages alimentaires." Thesis, Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS352/document.

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Abstract:

L'étude porte sur la caractérisation des propriétés mécaniques des matériaux polymères et notamment d'un grade d'une famille de matériaux biodégradables et biosourcés : les PolyHydroxyAlcanoates (PHAs). Afin d'étudier ce matériau, un montage expérimental original a été mis en place pour des essais multiaxiaux sur une géométrie unique d'éprouvettes cylindriques. Celui-ci permet d'effectuer des cycles de sollicitations successives et/ou simultanées de traction-compression-torsion. L'objectif est de pouvoir effectuer des chemins complexes, avec changements de direction et cycles au cours d'un même essai, permettant ainsi d'explorer tout le plan déviatoire de déformation avec prise en compte de l'histoire du chargement. De nombreux essais ont été effectués sur le grade de PHA à différentes températures pour développer une base de données expérimentale servant à l'identification d'un modèle de comportement proposé d'Hyperélasto-Visco-Hystérésis (HVH). La méthodologie d'identification des paramètres matériaux est suffisamment simple pour être étendue à une large variété de polymères. Cette identification met particulièrement en évidence les faiblesses et les qualités du modèle. Pour le PHA étudié, la base expérimentale montre ainsi l'insuffisance de la partie visqueuse du modèle, contrairement aux travaux antérieurs utilisant des essais classiques unidirectionnels. Néanmoins, le modèle HVH fournit des réponses précises pour les composantes hyperélastique et hystérétique non-visqueuse dans la gamme [0-100]°C. Cette loi a pour but d'être utilisée pour vérifier la tenue mécanique en statique et en dynamique de structures dans le domaine de l'emballage alimentaire en PHA
This study deals with the mechanical properties characterization of polymers. One of the studied polymers is part of a biodegradable and biobased family of materials: the PolyHydroxyAlkanoates (PHAs). In order to study its behavior, an original setup has been designed to perform tests with multiaxial loadings on a unique cylindric specimen. It allows to carry out multiple cycles of loadings mixing tensile, compression and torsion. The goal is to be able to perform complex deformation paths with changes in the deformation direction and cycles in a single test. These possibilities allows to scan the deviatoric subspace of deformations with the consideration of the loading history. Many tests has been carried out on the PHA polymer at different temperatures to develop a database used for the identification of a Hyperelasto-Visco-Hysteresis constitutive model. The methodology identification of the mechanical parameters is simple enough to be extend at a large variety of polymers. This identification points out the model weaknesses and qualities. For the studied PHA, the experimental data shows the viscous contribution insufficiency in the constitutive model, unlike previous studies using uniaxial classical tests. Nevertheless, the HVH model gives precise predictions for hyperelastic and non-viscous hysteresis components in the range of [0-100]°C. The constitutive law has been developed in order to check the strength of structures behavior in static and dynamic in the field of food packaging in PHA

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Mouawad, Charbel. "Transfert de matière dans un système solide/liquide "ions/eau/pectine" : interactions, partage ionique et simulation par dynamique moléculaire." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL072N/document.

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Abstract:

Mass transfer intervening during the process of immersion influences the final composition of the product. These transfers primarily depend on the size of the immersed products, as well as temperature, the concentration and the nature of the solution of immersion. The main objective of this work is to study the mass transfer phenomena (water loss and solid gain) in solid/liquid system constituted of vegetable product (eggplant) immerged in salt solution. We determined the kinetic studies of eggplant in different salts solutions with two concentrations (saturation and 20%) at 3°C. The physicochemical properties of solution and salt such as molar concentration, molecular weight and ionic type affected the mechanism of water loss and solid gain. Knowledge about interaction ions/vegetable pectin is important for new product formulation. Determination of partition coefficient of ion in equilibrium system showed that the main physicochemical properties of ions and solution are ionic radius, electronegativity, ionic force and molar concentration. Mathematical predictive model was developed to predict the partition coefficient of ions in food/ solution system. Molecular dynamics simulations using a dynamic force field have been carried out to investigate the absorption of ions (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-) in pectin/water/ion/aqueous solution system. Four systems were used. The results showed that the ionic type (cation and anion) influence the type and number of interactions between pectin-ion and water-ion and then offered an explicit description transfer phenomena and distribution of ions in the system solid/liquid
Les transferts de matière intervenant au cours du procédé d’immersion dépendent essentiellement de la taille des produits immergés, la température, la concentration et la nature de la solution d'immersion. L’objectif principal de ce travail porte sur l’étude des transferts dans un système solide/liquide constitué d’un produit végétal (aubergine) et d’une solution saline. Afin de parvenir à une bonne maîtrise de ces paramètres, les études cinétiques ont été conduites à 3°C sur des aubergines immergées dans des solutions salines avec deux concentrations. Les propriétés des solutions et des sels telles que la concentration molaire, la masse molaire et surtout la nature ionique influencent le mécanisme de perte et de gain. Les connaissances sur les interactions ions/pectines végétaux sont importants pour la formulation de nouveaux produits La détermination du coefficient de partage des ions à l’équilibre dans le système aubergine/solution ont montré que les principales propriétés des ions et des solutions influençant le coefficient de partage sont le rayon ionique, l’électronégativité, la force ionique et la concentration molaire. Un modèle mathématique a permis de prédire le coefficient de partage des ions dans ce système. Dans le but d’expliquer l’absorption des ions par la phase solide, une simulation par dynamique moléculaire a été menée sur un système pectine-eau-sels. Quatre systèmes ont été utilisés. Les résultats obtenus ont montré que la nature ionique influencent la nature et le nombre d’interaction entre pectine-ion et eau-ion et donc offrent une description explicite des phénomènes de transferts et distribution des ions dans le système solide/liquide

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Petit, Olivia. "Le plaisir et la santé dans la consommation alimentaire : activité cérébrale, motivation et simulation sensorielle." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM1036/document.

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Abstract:

L'autorégulation est une ressource essentielle pour ne pas succomber à la tentation de consommer des aliments fortement caloriques. Elle demande de la volonté et de contrôler ses émotions et sensations. Cependant, nous évoluons dans un environnement valorisant le plaisir alimentaire où les informations de santé sont mal prises en compte, entrainant des difficultés d'autorégulation. Ces difficultés se retrouvent notamment chez les personnes en surpoids et/ou au régime. Nous avons émis l'hypothèse que valoriser le goût des aliments sains pourrait aider ces personnes à s'autoréguler et nous avons conduit deux expériences pour la tester. Dans la première, les messages basés sur le plaisir de consommer des fruits et légumes se sont avérés plus persuasifs pour ces individus. De la même manière, dans la seconde étude lors de la prise de décision simuler le plaisir procuré par ces aliments augmente davantage le choix d'aliments sains pour ces individus. Par le recours à la neuro-imagerie fonctionnelle, nous montrons également des différences significatives d'activité cérébrale entre ces individus au moment du choix d'aliments sains dans cette condition. Il apparaît plus impulsif chez les sujets les plus sensibles à la récompense, se rapprochant du choix d'aliments fortement caloriques. Au contraire, il apparaît plus réfléchi chez les sujets ayant un IMC élevé, facilitant ainsi l'autorégulation. Au niveau théorique, cette recherche met en avant le rôle positif des émotions et sensations liées au plaisir dans l'autorégulation. Au niveau managérial, elle suggère l'importance d'adapter les stratégies de promotion des aliments sains au public ciblé
Self-regulation is an essential resource for not succumbing to (junk) food. It requires willpower and control of emotions and sensations. However, individuals operate in an environment enhancing food pleasure where health informations are few and poorly considered, causing difficulties in self-regulation. These difficulties are found especially in overweight people and/or dieter. We hypothesized that value the taste of healthy foods could help people to self-regulate and we conducted two experiments to test it. In the first study, messages highlighting the pleasure of eating fruits and vegetables are more persuasive to subjects taking risks to health. Similarly, in the second study in decision making, focusing on the tatste of these foods increases more healthy food choices for these subjects. By using neuroimaging, we have shown brain activity distinctions between these subjects when choosing healthy food in this condition. Choosing healthy food is more impulsive for the most sensitive to reward subjects, approaching the choice of junk foods. Instead, it appears more reflective for subjects with a high BMI and choosing more junk foods, facilitating self-regulation. At the theoretical level this research highlights the positive role of emotions and sensations related to pleasure in self-regulation. At the managerial level, it suggests the importance of adapting strategies to the target audience in order to efficiently healthy food consumption

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Alcesilas, Romain. "Capteurs télé-alimentés et interrogeables à distance." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT007.

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Abstract:

Ces dernières années, les capteurs capables de fonctionner dans des environnements difficiles (température/pression élevée, accès difficile, etc.) ont suscité un intérêt croissant, alimenté par des applications militaires ou industrielles telles que les équipements pour salles blanches ou l'aéronautique. Ces dispositifs doivent fonctionner sans fil et sans circuit CMOS ni batterie, ce qui limite considérablement les choix technologiques pour leur mise en œuvre. Ce travail présente l'étude et la mise en œuvre de nouveaux capteurs passifs sans-fil basés sur la forte interaction entre un capteur micro-électromécanique (MEMS) et une antenne miniature. Ils combinent une longue distance de lecture (jusqu'à plusieurs dizaines de mètres), une grande sensibilité grâce à la technologie MEMS et la compacité des antennes miniatures, tout en étant spécialement adaptés aux hautes températures.La thèse est centrée sur la conception, la fabrication et la caractérisation de capteurs de pression sans-fil passifs comprenant un MEMS capacitif et une antenne miniature planaire. Une méthode de co-conception spécifique a été développée afin d'optimiser les performances des dispositifs. Les MEMS ont été fabriqués dans la salle blanche du CEA-Leti en utilisant une technologie de type CMUT, et ils ont été caractérisés en chambre anéchoïque. Plusieurs méthodes d'interrogation ont été développées et comparées expérimentalement (fréquence/puissance rétro-propagée), montrant une sensibilité de 3 MHz/bar ou 9%/bar de puissance rétro-propagée, avec une résolution maximale atteignable de 3,12 mbar à 3 mètres. En outre, une nouvelle méthode d'interrogation basée sur la résonance mécanique des MEMS est présentée. Elle permet d'outrepasser les limitations physiques des capteurs passifs sans-fil actuels, en ciblant les environnements réels où le clutter peut être important. Un modèle analytique tenant compte de la dynamique des MEMS, de l'antenne et de la propagation du signal a été mis au point et validé numériquement. Enfin, une première démonstration de cette technologie a été réalisée avec une excitation RF câblée du MEMS.En conclusion, ce travail établit une base théorique solide pour la conception de capteurs MEMS électromagnétiques. Un premier démonstrateur a été mis au point, montrant des performances de pointe dans des conditions de laboratoire, et plusieurs pistes d'amélioration ont été identifiées, tant en termes de conception que de méthodes d'interrogation
In recent years, there has been a growing interest in sensors that can operate in harsh environments (high temperature/pressure, difficult to access, etc.), fueled by military or industrial applications such as cleanroom instruments or aeronautics. Such devices need to operate wirelessly and without a CMOS circuit or battery, severely limiting the technological choices for their implementation. This work presents the study and implementation of novel passive wireless sensors based on the strong interaction between a micro-electromechanical sensor (MEMS) and a miniature antenna. They combine a long reading distance (up to dozens of meters), a large sensitivity thanks to the MEMS technology and the compactness of miniature antennas, all while being specially adapted to high temperatures.The thesis is centered on the design, manufacturing and characterization of wireless pressure sensors comprising a capacitive MEMS and a planar miniature antenna. A specific co-design method has been developed in order to optimize the performance of the devices. The sensors have been manufactured in the cleanroom of CEA-Leti using a CMUT-like technology, and they have been tested in an anechoic chamber. Several interrogation methods have been developed and compared experimentally (frequency/back-propagated power), showing a sensitivity of 3 MHz/bar or 9%/bar of back-propagated power, with a maximal achievable resolution of 3.12 mbar at 3 meters. Furthermore, a new interrogation method based on the mechanical resonance of MEMS is presented. It avoids physical limitations of current passive wireless sensors, targeting real-life environments where electromagnetic clutter can be important. An analytical model considering the dynamics of the MEMS, antenna and propagation has been developed and numerically validated. Finally, a first demonstrator of this technology has been performed with wired RF excitation of the MEMS.In conclusion, this work sets a strong theoretical basis for the design of MEMS-based electromagnetic sensors. A first demonstrator has been developed showing state-of-the-art performances in laboratory conditions, and several paths of improvement have been identified, both in terms of design and interrogation methods

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Lambert, Charlène. "Simulation et optimisation énergétique de procédés agroalimentaires dans un logiciel de génie chimique. Modélisation du séchage convectif d'aliments solides et application à une sucrerie de betteraves." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLA004.

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Abstract:

Pour faire face aux réglementations européennes récentes, l'industrie alimentaire a un besoin crucial d'outils informatiques pour simuler l'ensemble de leur usine en vue de réconcilier les données industrielles et d'optimiser la consommation énergétique. De tels logiciels existent dans le domaine du génie chimique. Ils sont toutefois limités à des mélanges de gaz et de liquides dont les propriétés thermophysiques peuvent être correctement prédites par des modèles thermodynamiques. A ce jour, aucun logiciel commercial n'est capable à la fois de simuler un ensemble d'opérations unitaires alimentaires et de calculer les propriétés thermophysiques nécessaires des aliments, en particulier solides. Une première partie de ce doctorat est dédiée au développement d'un modèle de séchage par air chaud d'aliments solides. Ce modèle est en cours d'ajout dans la base de données d'opérations unitaires de ProSimPlus®. Il a été validé à échelle laboratoire dans le cadre du séchage de 4 produits de compositions et de géométries différentes. Son temps de simulation étant nettement supérieur à celui des autres modules de ProSimPlus®, une nouvelle méthode de réduction de modèle de séchage a également été développée. Pour faciliter le travail de caractérisation d'un nouveau produit, une méthode rapide et innovante d'identification de la diffusivité apparente de l'eau par méthode inverse a été développée. Une deuxième partie de ce doctorat porte sur la simulation et l'optimisation énergétique d'une sucrerie de betteraves, réalisée en collaboration avec V.E.R.I. Chacun des ateliers du site a été modélisé ProSimPlus® en utilisant uniquement des modules d'opérations unitaires non spécifiques de l'agroalimentaire. La modélisation a rendu possible la réconciliation des données industrielles et leur représentation avec une incertitude de 1 %. L'optimisation énergétique de la sucrerie a été réalisée en combinant analyses thermique et exergétique. Au cours de cette étude, des solutions techniques ont été proposées, permettant de diminuer significativement l'irréversibilité totale du site, le besoin en utilité froide et le débit de vapeur haute pression alimentant la sucrerie
To face recent European regulations, the food industry has a critical need for IT tools to simulate their entire factory to reconcile industrial data and optimize energy consumption. Such software exist in the field of chemical engineering. They are limited to mixtures of gases and liquids whose thermo-physical properties can be correctly predicted by thermodynamic models. To date, no commercial software is able to simulate most food unit operations and calculate the required thermophysical properties of foods, especially solid foods. A first part of this Ph.D. is dedicated to the development of a model of hot air drying of solid food. This model is being added to the ProSimPlus® unit operation module database. It has been validated in the laboratory scale for the drying of 4 products of different compositions and geometries. Its simulation time is significantly higher than the one of the other modules of ProSimPlus®. To overcome this issue, an innovative method of drying model reduction has been developed. To facilitate the characterization work of a new product, a new and rapid method for identifying the apparent diffusivity of water by a reverse approach was also developed. A second part of this PhD focuses on the simulation and energy optimization of a sugar beet factory, in collaboration with V.E.R.I. All the unit operations of the factory were modeled with ProSimPlus® using only modules of -food non-specific- unit operations. Data reconciliation has been performed and deviation between simulated and industrial data were below 1 %. Energy optimization of the sugar factory was performed by combining thermal and exergy analyses. In this study, technical solutions were proposed to significantly reduce the total irreversibility, the cold utility requirement and the mass flow-rate of high pressure steam supplying the factory

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Viné, Thibaut. "Caractérisation expérimentale et modélisation des transferts de matière et d’énergie lors des opérations culinaires de cuisson par contact." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASB015.

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Abstract:

La cuisson des aliments est une des opérations de transformation les plus courantes aussi bien à l’échelle domestique, en restauration hors-foyer, qu’à l’échelle industrielle. Parmi les nombreux modes de cuisson existants, la cuisson par contact n’a fait l’objet que d’une attention très réduite dans la littérature, plus particulièrement en ce qui concerne les transferts de matière et d’énergie dans l’aliment et entre l’aliment et son environnement. Cette situation s’explique en grande du fait des difficultés métrologiques et théoriques qu’entraîne l’étude des transferts thermiques par contact dans le cas des procédés alimentaires. Cette thèse a pour objectif de contribuer à mieux comprendre et prédire les transferts de matière et d’énergie et d’apporter des nouveaux outils (notamment numériques) permettant d’améliorer le dimensionnement et la conduite de ce type d’opération. Pour atteindre cet objectif, une démarche associant étude expérimentale et modélisation des phénomènes de transfert a été conduite. Un dispositif de cuisson instrumenté a été conçu afin de réaliser une large campagne expérimentale visant à étudier l’impact de plusieurs conditions opératoires de chauffage sur la cuisson de trois produits : la pomme de terre, la crêpe et l’omelette. Les résultats obtenus ont permis de développer et valider plusieurs modèles capables de prédire avec justesse les montées en température et les pertes en eau des produits étudiés au cours de la cuisson. Ces modèles sont suffisamment génériques pour être facilement adaptables d’un produit à un autre et transposables à différents procédés de cuisson par contact
Cooking is one of the most common food processing operations at both domestic and industrial scale. Among the many cooking methods, contact cooking has received very little attention in the literature, particularly with regard to the transfers of mass and energy within the food and between the food and its environment. This is mostly due to the metrological and theoretical difficulties involved in the study of contact heat transfer in food processes. The aim of this thesis is to contribute to a better understanding and prediction of mass and energy transfers during contact cooking and to provide new tools (especially numerical ones) to better dimension and monitor this operation. To achieve this objective, an approach combining experimental study and modelling of transfer phenomena has been achieved. An instrumented cooking device was designed in order to carry out a large experimental campaign aimed at studying the impact of several heating conditions on the cooking of three products: potato, pancake and omelet. The results enabled the development and validation of several models capable of accurately predicting the temperature rises and water losses of these products during cooking. These models are generic enough to be easily adaptable from one product to another and transposable to different contact cooking processes

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Fayet, Pierre. "Modélisation des réseaux électriques ferroviaires alimentés en courant alternatif." Phd thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00479836/en/.

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Abstract:

L'étude des réseaux électriques ferroviaires alimentés en courant alternatif nécessite de déterminer les valeurs crêtes et moyennes pouvant être atteintes par les variables électriques au cours du temps lors de la circulation d'un trafic donné sur les différentes lignes qui composent le domaine d'étude. Une modélisation de ces réseaux permet de déterminer ces ordres de grandeur et répond donc aux besoins des utilisateurs souhaitant étudier précisément leur dimensionnement et leur fonctionnement. Les travaux qui sont présentés proposent une décomposition du système ferroviaire en sous systèmes simples dont la modélisation est détaillée, en soulignant les spécificités propres à la nature du sujet, en particulier la représentation de la ligne de transport d'énergie. L'intégration de l'ensemble de ces modèles dans le but de représenter le fonctionnement d'un réseau ferroviaire complet est exposée, en incluant intersections, voies d'évitement, etc. Parallèlement à la modélisation, plusieurs études de sensibilité sont effectuées afin de tester et valider les choix faits lors de la modélisation des systèmes et dans le but d'identifier les paramètres ayant une incidence réelle sur le dimensionnement des réseaux. L'architecture du logiciel pour lequel les modèles ont été développés ainsi que de nombreux résultats de simulation obtenus sur des exemples sont présentés. Enfin, des essais ont été mis en œuvre sur un cas concret dans le but de valider le logiciel.

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Barbier, Gérald. "Alternateur à double excitation alimentée par des convertisseurs statiques : simulation et expérimentation." Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2073.

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Abstract:

La qualité d'un réseau électrique impose le maintien de la stabilité lors de fonctionnements perturbés. L'absorption de la puissance réactive créée par les lignes de transport, lors de creux de charge est un facteur d'instabilité, d'autant plus important que les lignes sont plus longues. Un alternateur muni d'un second enroulement décalé dans l'espace, permet d'absorber une puissance réactive importante tout en maintenant la stabilité. Des études ont montré que cette solution était viable, pour des réseaux dont les longueurs de lignes sont conséquentes, comme le réseau en Russie. Depuis le début des années 80, l'ex-Union Soviétique s'est intéressée au fonctionnement de cet alternateur dit à double excitation. Des prototypes ont été implantés à la centrale de Burchtinskaya. Une collaboration entre la Russie et la France a permis d'améliorer le mode de contrôle. Les travaux de ce mémoire sont associés à cette collaboration. L'auteur donne la description de l'implantation d'un banc d'essai à échelle réduite, d'un groupe de production d'énergie électrique utilisant un alternateur à double excitation débitant à travers une ligne dans un réseau puissant. Les circuits d'excitation sont alimentés par des convertisseurs du type hacheur à IGBT, réversible en courant et en tension pour assurer la libre circulation des courants inducteurs. Le banc d'essai est instrumenté et le contrôle géré en temps réel au moyen de Dspace associé à Matlab/Simulink. Les schémas de contrôle théoriques et réels sont présentés. Les signaux de mesures et de commande doivent être filtrés et l'auteur fait une comparaison pratique entre deux modes de pilotage des convertisseurs. Parallèlement à cette expérimentation, une étude théorique par simulation sur le logiciel Saber est faite, en vue d'étudier le comportement du système décrit précédemment et donc de simuler le comportement global y compris des ponts à IGBT. Ceci nécessite une mise en équation de l'application et la transcription compatible avec le logiciel Saber. La simulation permet une validation du fonctionnement de l'alternateur à double excitation en absorption ou fourniture de puissance réactive. Il faut noter la difficulté d'identification des paramètres transitoires de la machine. L'étude a été menée en grandeurs réduites pour permettre une généralisation. Une étude expérimentale expose dans le plan des puissances active et réactive, une évolution duy Critical Clearing Time (CCT), afin de déterminer les performances de l'alternateur associé à son mode de contrôle, suite à un défaut triphasé. Les premières conclusions montrent une amélioration très nette par rapport à une machine classique
The quality of an electrical supply network imposes the maintenance of stability during disturbed operations. The consumption of the reactive power created by the lines, during hollow of load is a factor of instability, all the more important that the lines are longer. A generator provided with a second inductor winding shifted in space, makes it possible to absorb an important reactive power all while maintaining stability. Studies showed that this solution was viable, for networks of which the lengths of lines are consequent, like the network in Russia. Since the beginning of the Eighties, the Soviet ex-Union was interested in operation of this generator called double excitation. Prototypes were built in the power station of Burchtinskaya. A collaboration between Russia and France, made it possible to improve the mode of control. Work of this memory is associated with this collaboration. The author gives the description of the test bench at a reduced scale, of a group of production of electrical energy using a generator with double excitation connected through a line to a powerful network. IGBT converters of chopper type, reversible in current and voltage feed the field circuits. The test bench is instrumented and controls are managed in real time by means of Dspace associated with Matlab/Simulink. The theoretical and real diagrams of control are presented. Inputs and outputs must be filtered and the author makes also a practical comparison between two modes of piloting the converters. Parallel to this experimentation, a theoretical study by simulation on the Saber software is made, in order to study the behaviour of the system described previously and thus to simulate the total test bench including bridges with IGBT. This requires a setting in equation of the application and a transcription compatible with the Saber software. Simulation allows a validation of the running of the double excitation generator in consumption or supply of reactive power. It must be noticed the difficulty of identification of the parameters of the machine. The study has been carried out in per unit values to allow a generalisation. An experimental study traduces in the active and reactive powers plan, the evolution of the Critical Clearing Time (CCT) following a three-phased short circuit, in order to determine the performances of the generator and its control. The first conclusions show a very clear improvement of stability compared to a classical synchronous machine

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Hadj-Mahersi, Mohamed. "Simulation de commande de vitesse d'une machine synchrone autopilotée alimentée en courant." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1989. http://depot-e.uqtr.ca/5616/1/000577608.pdf.

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Siles, Alexandre. "Analyse et simulation des surtensions aux bornes du moteur asynchrone alimenté par des longs câbles." Mémoire, École de technologie supérieure, 2005. http://espace.etsmtl.ca/371/1/SILES_Alexandre.pdf.

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Abstract:

Beaucoup de nouvelles applications industrielles exigent que l'onduleur et le moteur soient à des endroits séparés. Ainsi, il faut souvent avoir recours à des câbles pour les raccorder. Ceci nécessite donc d'utiliser de longs câbles d'alimentation qui peuvent avoir des longueurs allant jusqu'à plus de 100 mètres. Or ces longs câbles apportent des surtensions aux bornes des moteurs, ce qui peut abîmer l'isolation des enroulements du moteur et aboutir à leur endommagement prématuré. De plus les transistors IGBT utilisés ont des fréquences de commutation très élevés et permettent de faire passer des signaux MLI à des tensions plus élevées que les autres transistors. Tandis que la haute fréquence de commutation des transistors améliore de manière significative les performances de l'onduleur, la rapide élévation de tension, caractérisée par un important dv/dt, a des effets nuisibles sur l'isolation du moteur.

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Atzingen, Gustavo Voltani von. "Desenvolvimento de um equipamento para captação do efeito corona em alimentos." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-19042013-083215/.

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Abstract:

O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um equipamento capaz de gerar e captar o efeito corona em alimentos de forma automatizada e instantânea. Para isto, foi desenvolvido um gerador de alta tensão e alta frequência, um sistema de captação com eletrodo e câmera digital e um software de gerenciamento do sistema, que recebe e trata os dados coletados através da câmera digital. Para comprovar a eficiência do sistema, foram feitos vários testes com frutas (maçã, limão, ameixa, uva e pera) e os resultados obtidos foram comparados com imagens geradas por um sistema kirlian e com simulações computacionais através de algoritmo genético e elementos finitos e permitem assim, concluir que o sistema proposto foi capaz de captar imagens que contém informações das características físico-químicas do alimento.
This study aimed to develop a device capable of generating and acquiring the corona effect on food automatically and instantaneously. In order to make it possible, a high voltage and high frequency generator was developed, with a system with electrodes and digital camera controlled by a software that receives and handles incoming data from a digital camera. To test de system, experiments where made with fruits (apples, lemons, plums, grapes and pears) and the results where compared to a standard system and with computational simulation made with Genetic Algorithm and Finite Elements and it was conclude that the system is able to acquire images that contain information on the physical-chemical proprieties of the material.

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ROSA, FAENA M. L. "Simulação numérica da migração de elementos metálicos e do monômero e-caprolactama de embalagens poliméricas irradiadas para simulantes de alimentos." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2008. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/11653.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Dissertação (Mestrado)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

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Siles, Alexandre. "Analyse et simulation des surtensions aux bornes du moteur asynchrone alimenté par des longs câbles /." Thèse, Montréal : École de technologie supérieure, 2005. http://wwwlib.umi.com/cr/etsmtl/fullcit?pMR11538.

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Abstract:

Thèse (M. Ing.)--École de technologie supérieure, Montréal, 2005.
"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique." Bibliogr.: f. [104]. Également disponible en version électronique.

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Nascimento, Nayra Reis do. "Análise termodinâmica e otimização de um sistema de refrigeração por absorção para conservação de alimentos." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266783.

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Abstract:

Orientadores: José Vicente Hallak d'Angelo, Francine de Mendonça Fábrega
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-19T13:33:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_NayraReisdo_M.pdf: 1429168 bytes, checksum: 30227a0f4015b5e13ac57c8d1cbb2396 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Sistemas de refrigeração têm diversas aplicações, como por exemplo: proporcionar conforto térmico através da climatização de ambientes; gerar utilidades frias para aplicações em processos industriais; conservação de alimentos, bebidas e produtos farmacêuticos, entre outros. Sistemas de refrigeração por absorção podem ser aplicados para obter níveis de refrigeração menor, utilizando fontes alternativas de energia, como por exemplo, a energia solar. Essa tecnologia pode ser implantada em regiões onde não há energia elétrica, como é o caso de boa parte do Estado do Amazonas. No entanto, nessa região, há um alto potencial de energia solar, pois é cortada pela Linha do Equador. Nesse trabalho, um ciclo de refrigeração por absorção capaz de ser acionado por energia solar, utilizando como fluidos refrigerante-absorvente NH3/H2O, R134a/DMF, (R134a+R32+R23)/DMF e (R134a+R32)/DMF, foi estudado visando sua aplicação para a conservação de alimentos de pequenas comunidades do Estado do Amazonas. Os ciclos foram simulados utilizando o simulador de processos Aspen Hysys®, versão 7.2. Uma vez validadas as simulações, foi realizada uma análise termodinâmica das principais variáveis operacionais (temperatura do gerador e do evaporador e pressão da região de baixa pressão) e em seguida, utilizando a ferramenta Optimizer do simulador, foi realizada a otimização dos ciclos visando a maximização do coeficiente de desempenho (COP) dos mesmos, obtendo-se uma melhoria em torno de 8 % para o sistema NH3/H2O. Para o sistema R134a/DMF, O COP aumentou 25 %. Os sistemas simulados mostraram-se adequados para usar como fonte de calor no gerador, a energia solar, aproveitando assim a alta incidência que ocorre no local proposto para sua aplicação
Abstract: Refrigeration systems have a lot of applications, like: thermal comfort for environmental acclimatization; generation of cold utilities used in industrial processes; food, beverage and pharmaceutical products preservation, and many others. Absorption refrigeration systems may be used to obtain refrigeration at low levels, using energy alternative sources, as solar energy for example. This technology may be implemented in places where there is no electric energy available, like is the case of a great part of Amazonas State. In this region, there is a high availability of solar energy, since it is situated at Equator Line. In this work, absorption refrigeration cycles, which can use solar energy as primary energy source, using the following pairs refrigerant-absorbent NH3/H2O, R134a/DMF, (R134a+R32+R23)/DMF e (R134a+R32)/DMF were studied, aiming its application for food preservation in small communities at Amazonas State. The cycles were simulated using a commercial process simulator, Aspen Hysys®, version 7.2. Once the simulations performed were validated using literature data, a thermodynamic analysis of the main operational variables of the cycle was done. These variables are: generator and evaporator outlet temperature and pressure at low pressure side of the cycle and then, using the Optimizer tool of the simulator, the optimization of the cycle was performed using as objective function the maximization of the coefficient of performance (COP). An improvement of 8% for the system NH3/H2O was achieved. For the system R134a/DMF, an increase of 25% for the COP was observed. Simulated systems are adequate to use solar energy as heat source in the generator, using the great potential of the region proposed for their application
Mestrado
Sistemas de Processos Quimicos e Informatica
Mestre em Engenharia Química

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TERRIEN, FRANCK. "Commande d'une machine synchrone double etoile, alimentee par des onduleurs mli modelisation, simulation et prototype experimental." Nantes, 2000. http://www.theses.fr/2000NANT2106.

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Abstract:

Les variateurs de vitesse electriques sont de plus en plus presents dans les domaines d'applications industrielles de fortes puissances comme la traction ferroviaire et la propulsion navale. L'objectif des travaux presentes dans ce memoire concerne la commande d'une structure innovante constituee d'une machine synchrone double etoile a rotor bobine alimentee par des onduleurs mli. Deux approches ont ete mises au point pour etudier ce variateur de vitesse. La premiere concerne le developpement d'un simulateur base sur des modeles qui tiennent compte des differentes interactions entre les entites physiques du systeme complet. La seconde approche concerne la mise au point d'un prototype experimentale de puissance reduite permettant de valider les modeles etablis et les lois de commande developpees. Pour la simulation, l'accent a ete mis sur l'elaboration d'une methodologie de modelisation globale des variateurs de vitesse comprenant plusieurs convertisseurs statiques d'une maniere generale, et de la machine synchrone alimentee par des onduleurs mli en particulier. Cette phase permet d'etudier les problemes specifiques a ce variateur de vitesse, comme le choix de l'angle de dephasage entre les deux etoiles et l'influence de l'inductance de fuite entre chaque etoile. La commande utilise le principe de regulation en cascade dissociant la regulation en courant de la regulation en vitesse. Differentes strategies de commande ont ete l'elaborees. Pour la regulation des courants deux techniques ont ete proposees, l'une basee sur une approche monovariable, l'autre basee sur une approche multivariable. Pour les strategies de commande deux types de fonctionnement ont ete testes, le fonctionnement a facteur de puissance unitaire et le fonctionnement a couple maximal.

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Anvari, Hossein-Ali. "Caractérisation des machines synchrones saturées et alimentées par convertisseurs statiques : modélisation et simulation : effet croisé de saturation." Toulouse, INPT, 1989. http://www.theses.fr/1989INPT051H.

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Abstract:

L'objet de ce memoire est de caracteriser les machines synchrones saturees a l'aide des parametres mesurees a leurs bornes, afin de developper des modeles mathematiques appropries pour l'etude de leur comportement, aussi bien en regime permanent qu'en regime transitoire. Ce memoire est divise en 6 chapitres et poursuit les trois buts suivants: la presentation des differents modeles et des principales methodes d'analyses numeriques relatives au phenomene de la saturation dans une machine synchrone. L'obtention des modeles d'etat pour les machines saturees et la formulation des nouvelles formes d'equations et leurs methodes de resolution; l'etude detaillee de l'effet croise de la saturation magnetique; l'application des modeles obtenus aux machines saturees alimentees par convertisseurs statiques et en particulier l'etude des comportements d'une machine a reductance alimentee par un onduleur ou un commutateur de courant. Comparaison des resultats experimentaux avec les resultats de simulation pour s'assurer de la validite des modeles presentes. Les parties les plus originales sont: introduction des inductances de caracterisation statiques et dynamiques en circuit ouvert et en court-circuit, representation analytique des familles de courbes d'aimantation et introduction de notion de surface d'aimantation; verification de l'effet croise par une methode de calcul de champ; presentation des modeles d'etat, pour la machine alimentee par convertisseur en considerant l'effet croise de saturation

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Benze, Rafael Viana. "Modelagem matemática do processo térmico contínuo de alimentos líquidos em trocadores de calor a placas." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-27122013-113320/.

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Abstract:

O principal objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um modelo matemático de um pasteurizador a placas visando a determinação da distribuição de temperatura e de letalidade ao longo dos canais do trocador de calor em todas as suas seções, nas conexões tubulares e no tubo de retenção para a avaliação do decaimento logarítmico da concentração de um microorganismo alvo ou da atividade de uma enzima alvo em um processo de pasteurização contínua. A modelagem matemática foi composta pelo balanço diferencial de energia e letalidade nos canais do trocador, no tubo de retenção e nas suas conexões, levando em conta a perda de calor para o ambiente nos tubos. O modelo construído apresentou um conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem e sua resolução foi feita pelo método das diferenças finitas usando o software gPROMS. Um estudo de caso foi analisado e a modelagem descreveu de forma coerente o processo térmico e a letalidade e futuramente ela poderá ser utilizada para a otimização do processo de pasteurização em trocadores de calor a placas, visando a obtenção de produtos seguros e de alta qualidade. A verificação do processo de pasteurização que o modelo desenvolvido contempla foi realizada a partir da validação experimental utilizando um integrador tempo-temperatura e ensaios laboratoriais com indicador enzimático (fosfatase alcalina em tampão fosfato), que mostraram que o modelo desenvolvido se aproxima de maneira satisfatória dos resultados reais.
The main objective of this study was to develop a mathematical model in a plate pasteurizer in order to determine the temperature and lethality distribution along the channels of the heat exchanger in all its sections, in tubular connections and holding tube evaluating the logarithmic decay in concentration of a target microorganism or enzyme activity in a continuous pasteurization process. Mathematical modeling was composed of the differential energy balance and lethality in the channels of the exchanger, the holding tube and its connections, taking into account the heat loss to the environment in the tubes. The constructed model presented a set of ordinary differential equations of first order and its resolution was made by the finite difference method using the gPROMS software. A case study was analyzed and the modeling described the thermal and the lethality process very well and in the future it can be used to optimize the process of pasteurization in plate heat exchangers, aiming the achievement of safe and with high quality products. A verification of the pasteurization process that the model developed contemplates has been performed based on experimental validation using time-temperature integrator and testing with enzymatic indicator (alkaline phosphatase in phosphate buffer), which showed that the model developed satisfactorily approximates the actual results.

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Chaussonnet, Geoffroy. "Modélisation des phénomènes de film liquide et d'atomisation pour la Simulation aux Grandes Échelles de brûleurs aéronautiques alimentés par atomiseurs "airblast"." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01006179.

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Abstract:

Les turbines à gaz doivent satisfaire des normes d'émission polluantes toujours en baisse. La formation de polluants est directement liée à la qualité du mélange d'air et de carburant en amont du front de flamme. Ainsi, leur réduction implique une meilleure prédiction de la formation du spray et de son interaction avec l'écoulement gazeux. La Simulation aux Grandes Échelles (SGE) semble un outil numérique approprié pour étudier ces mécanismes. Le but de cette thèse est de développer des modèles phénoménologiques décrivant la phase liquide notamment le film et son atomisation en bout de lèvre d'injecteur, dans un contexte SGE. Ces modèles sont validés ou calibrés sur l'expérience académique réalisée par l'Institut für Thermische Strömungsmaschinen (ITS) de l'université technologique de Karlsruhe (KIT), et appliqués dans une configuration réelle de moteur d'hélicoptère. Dans un premier temps, le film liquide mince est décrit par une approche Lagrangienne. Les particules de film représentent un volume élémentaire de liquide adhérent à la paroi. L'équation du mouvement est donnée par l'intégration des équations de Saint-Venant sur l'épaisseur du film. La dynamique du film est donnée par le gradient de pression longitudinal, le cisaillement interfacial du gaz et la gravité. Dans un second temps, l'atomisation du film est caractérisée par la distribution de taille de gouttes du spray généré. Celle-ci est décrite par une distribution de Rosin-Rammler dont les coefficients sont paramétrés par la vitesse du gaz, la tension superficielle du liquide et l'épaisseur de la lèvre de l'injecteur. Les constantes de ce modèle, baptisé PAMELA, sont calibrées sur l'expérience du KIT-ITS. La simulation de l'expérience KIT-ITS permet de valider le modèle de film, de vérifier la robustesse du modèle PAMELA, et de comparer qualitativement l'angle du spray généré. L'application de ces modèles dans une configuration réelle partiellement instrumentée permet de valider PAMELA sans modification de ses constantes, et d'étudier leur impact sur la structure de flamme, comparé aux méthodes traditionnelles d'injection liquide.

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Hébert, Bernard J. "Étude par simulation d'un système de positionnement par une machine synchrone à aimants permanents alimentée par courants imposés." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1989. http://depot-e.uqtr.ca/5618/1/000577610.pdf.

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Rostirolla, Gustavo. "Ordonnancement dans un centre de calculs alimenté par des sources d'énergie renouvelables sans connexion au réseau avec une charge de travail mixte basée sur des phases." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30160.

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Abstract:

Les centres de données sont reconnus pour être l'un des principaux acteurs en matière de consommation d'énergie du fait de l'augmentation de l'utilisation du cloud, des services web et des applications de calcul haute performance dans le monde entier. En 2006, les centres de données ont consommé 61,4 milliards de kWh aux états-Unis. Au niveau mondial, les centres de données consomment actuellement plus d'énergie que l'ensemble du Royaume-Uni, c'est-à-dire environ 1,3% de la consommation électrique mondiale, et ils sont de fait appelés les usines de l'ère numérique. Un des moyens d'atténuer le changement climatique est d'alimenter les centres de données en énergie renouvelable (énergie propre). La grande majorité des fournisseurs de cloud computing qui prétendent alimenter leurs centres de données en énergie verte sont en fait connectés au réseau classique et déploient des panneaux solaires et des éoliennes ailleurs puis vendent l'électricité produite aux compagnies d'électricité. Cette approche entraîne des pertes d'énergie lorsque l'électricité traverse le réseau. Même si différents efforts ont été réalisés au niveau informatique dans les centres de données partiellement alimentés par des énergies renouvelables, des améliorations sont encore possibles notamment concernant l'ordonnancement prenant en compte les sources d'énergie renouvelables sur site sans connexion au réseau et leur intermittence. C'est le but du projet ANR DataZERO, dans le cadre duquel cette thèse a été réalisée. L'efficacité énergétique dans les centres de données étant directement liée à la consommation de ressources d'un nœud de calcul, l'optimisation des performances et un ordonnancement efficace des calculs sont essentiels pour économiser l'énergie. La spécificité principale de notre approche est de placer le centre de données sous une contrainte de puissance, provenant entièrement d'énergies renouvelables : la puissance disponible peut ainsi varier au cours du temps. L'ordonnancement de tâches sous ce genre de contrainte rend le problème plus difficile, puisqu'on doit notamment s'assurer qu'une tâche qui commence aura assez d'énergie pour aller jusqu'à son terme. Dans cette thèse, nous commençons par proposer une planification de tâches de type "batch" qui se caractérisent par leur instant d'arrivée, leur date d'échéance et leurs demandes de ressources tout en respectant une contrainte de puissance. Les données utilisées pour les tâches de type batch viennent de traces de centres de données et contiennent des mesures de consommation CPU, mémoire et réseau. Quant aux enveloppes de puissance considérées, elles représentent ce que pourrait fournir un module de décision électrique, c'est-à-dire la production d'énergie prévue (énergie renouvelable seulement) basée sur les prévisions météorologiques. L'objectif est de maximiser la Qualité de Service avec une contrainte sur la puissance électrique. Par la suite, nous examinons une charge de travail composée de tâches de type "batch" et de services, où la consommation des ressources varie au cours du temps. Les tracecs utilisées pour les services proviennent d'une centre de données à "business critique". Dans ce cadre, nous envisageons le concpet de phases, dans lequel les changements significatifs de consommation de resources à l'intérieur d'une même tâche marquent le début d'une nouvelle phase. Nous considérons également un modèle de tâches pouvant recevoir moins de ressources que demandées. Nous étudions l'impact de ce modèle sur le profit du centre de données pour chaque type de tâche. Nous intégrons aussi le concept de "corrélation croisée" pour évaluer où placer une tâche selon une courbe de puissance afin de trouver le meilleur nœud pour placer plusieurs tâches (c.-à-d. Partager les ressources)
Due to the increase of cloud, web-services and high performance computing demands all over the world, datacenters are now known to be one of the biggest actors when talking about energy consumption. In 2006 alone, datacenters were responsible for consuming 61.4 billion kWh in the United States. When looking at the global scenario, datacenters are currently consuming more energy than the entire United Kingdom, representing about 1.3\% of world's electricity consumption, and being even called the factories of the digital age. Supplying datacenters with clean-to-use renewable energy is therefore essential to help mitigate climate change. The vast majority of cloud provider companies that claim to use green energy supply on their datacenters consider the classical grid, and deploy the solar panels/wind turbines somewhere else and sell the energy to electricity companies, which incurs in energy losses when the electricity travels throughout the grid. Even though several efforts have been conducted at the computing level in datacenters partially powered by renewable energy sources, the scheduling considering on site renewable energy sources and its variations, without connection to the grid can still be widely explored. Since energy efficiency in datacenters is directly related to the resource consumption of the computing nodes, performance optimization and an efficient load scheduling are essential for energy saving. Today, we observe the use of cloud computing as the basis of datacenters, either in a public or private fashion. The main particularity of our approach is that we consider a power envelope composed only by renewable energy as a constraint, hence with a variable amount of power available at each moment. The scheduling under this kind of constraint becomes more complex: without further checks, we are not ensured that a running task will run until completion. We start by addressing the IT load scheduling of batch tasks, which are characterized by their release time, due date and resource demand, in a cloud datacenter while respecting the aforementioned power envelope. The data utilized for the batch tasks comes from datacenter traces, containing CPU, memory and network values. The power envelopes considered, represent an estimation which would be provided by a power decision module and is the expected power production based on weather forecasts. The aim is to maximize the Quality of Service with a variable constraint on electrical power. Furthermore, we explore a workload composed by batch and services, where the resources consumption varies over time. The traces utilized for the service tasks originate from business critical datacenter. In this case we rely on the concept of phases, where each significant resource change in the resources consumption constitutes a new phase of the given task. In this task model phases could also receive less resources than requested. The reduction of resources can impact the QoS and consequently the datacenter profit. In this approach we also include the concept of cross-correlation to evaluate where to place a task under a power curve, and what is the best node to place tasks together (i.e. sharing resources). Finally, considering the previous workload of batch tasks and services, we present an approach towards handling unexpected events in the datacenter. More specifically we focus on IT related events such as tasks arriving at any given time, demanding more or less resources than expected, or having a different finish time than what was initially expected. We adapt the proposed algorithms to take actions depending on which event occurs, e.g. task degradation to reduce the impact on the datacenter profit

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Adj, Mamadou. "Étude, réalisation et simulation de fonctionnement d'un prototype de réfrigérateur solaire à réserve de froid alimenté par photopiles et destiné à la conservation des vaccins." Paris 12, 1989. http://www.theses.fr/1989PA120003.

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Abstract:

Etude et realisation d'un prototype de refrigeration solaire a compression mecanique, alimente par photopiles et comportant un stockage direct de l'energie solaire dans une reserve de froid: les performances de systeme sont etudiees. Coefficient de deperdition de l'enceinte, coefficient de performance du groupe frigorifique, comportement dynamique de la reserve de froid

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Moraes, Filho Francisco Canind? de. "Avalia??o da aplica??o de modelos para a secagem de pastas e suspens?es em leito de jorro com alimenta??o cont?nua." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15843.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoCMF_DISSERT.pdf: 2311444 bytes, checksum: 85931d2109432c72956fc554bf2cff9d (MD5) Previous issue date: 2013-09-06
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This work studies the development, implementation and improvement of a macroscopic model to describe the behavior of the spouted bed dryer with continuous feeding for pastes and suspensions drying. This model is based on the CST model (Freire et al., 2009) and the model of Fernandes (2005), whose theoretical foundation is based on macroscopic mass and heat balances for the three phases involved in the process: gas, liquid and solid. Because this technique is quite relevant, the studies of modeling and simulation of spouted bed drying are essential in the analysis of the process as a whole, because through them it is possible to predict and understand the behavior of the process, which contributes significantly to more efficient project and operation. The development and understanding of the phenomena involved in the drying process can be obtained by comparing the experimental data with those from computer simulations. Such knowledge is critical for choosing properly the process conditions in order to obtain a good drying efficiency. Over the past few years, researches and development of works in the field of pastes and suspensions drying in spouted bed has been gaining ground in Brazil. The Particulate Systems Laboratory at Universidade Federal do Rio Grande do Norte, has been developing several researches and generating a huge collection of experimental data concerning the drying of fruit pulps, vegetables pastes, goat milk and suspensions of agro-industrial residues. From this collection, some data of goat milk and residue from acerola (Malpighia glabra L.) drying were collected. For the first time, these data were used for the development and validation of a model that can describe the behavior of spouted bed dryer. Thus, it was possible to model the dryer and to evaluate the influence of process variables (paste feeding, temperature and flow rate of the drying air) in the drying dynamics. We also performed water evaporation experiments in order to understand and to study the behavior of the dryer wall temperature and the evaporation rate. All these analysis will contribute to future works involving the implementation of control strategies in the pastes and suspensions drying. The results obtained in transient analysis were compared with experimental data indicating that this model well represents the process
No presente trabalho estuda-se o desenvolvimento, a aplica??o e o aprimoramento de um modelo macrosc?pico para descrever o comportamento do secador leito de jorro com alimenta??o cont?nua para a secagem de pastas e suspens?es. Tal modelo est? baseado nos modelos CST (Freire et al., 2009) e de Fernandes (2005), cuja base te?rica ? fundamentada em balan?os macrosc?picos de calor e massa para as tr?s fases envolvidas no processo: gasosa, l?quida e s?lida. Pelo fato dessa t?cnica ser bastante relevante, os estudos da modelagem e simula??o da secagem em leito de jorro s?o fundamentais na an?lise do processo como um todo, pois atrav?s deles ? poss?vel prever e compreender o comportamento do processo, o que contribui significativamente para um projeto e opera??o mais eficazes. O desenvolvimento e entendimento dos fen?menos envolvidos no processo de secagem podem ser adquiridos atrav?s da compara??o dos dados obtidos experimentalmente com os provenientes de simula??es computacionais. Tal conhecimento ? de suma import?ncia para que haja a escolha adequada das condi??es de processo, a fim de se obter uma boa efici?ncia da secagem. Ao longo dos ?ltimos anos, a pesquisa e o desenvolvimento de trabalhos voltados ? secagem de pastas e suspens?es em leito de jorro vem ganhando espa?o no Brasil. O Laborat?rio de Sistemas Particulados, localizado na Universidade Federal do Rio Grande do Norte, vem desenvolvendo diversas pesquisas e gerando um enorme acervo de dados experimentais relativos ? secagem de polpas de frutas, pastas de legumes, leite de cabra e de suspens?es de res?duos da agroind?stria. Desse acervo foram coletados dados para secagem de leite de cabra e res?duo da acerola (Malpighia glabra L.). Pela primeira vez esses dados foram utilizados para o desenvolvimento e valida??o de um modelo que consiga descrever o comportamento do secador leito de jorro. Com isso, foi poss?vel modelar o secador e avaliar a influ?ncia das vari?veis de processo (vaz?o da pasta, temperatura e vaz?o do ar de secagem) na din?mica da secagem. Foram realizados ainda, experimentos de evapora??o de ?gua a fim de entender e equacionar o comportamento da temperatura na parede do secador e da taxa de evapora??o. Todas essas an?lises contribuir?o para trabalhos futuros que envolvam a implementa??o de estrat?gias de controle na secagem de pastas e suspens?es. Os resultados obtidos nas an?lises em regime transiente foram comparados com dados experimentais indicando que o modelo representa bem o processo

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Cester, Christophe. "Étude des pertes magnétiques supplémentaires dans les machines asynchrones alimentées par onduleur à modulation de largeur d'impulsion." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0068.

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Abstract:

La banalisation de l'emploi d'onduleras à Modulation de Largeur d'Impulsion pour l'alimentation des machines asynchrones rend indispensable l'étude des pertes magnétiques supplémentaires qu'ils engendrent. L'influence des paramètres principaux de la MLI, fréquence de hachage et paramètre de modulation est étudiée, grâce à un banc de mesure de type cadre Epstein spécialement adapté. L'emploi d'un moteur instrumenté de 4 kW permet d'observer les formes d'ondes réellement présentes dans les différentes parties du circuit magnétique et de montrer que la déformation du signal MLI entraîne une forte augmentation des pertes magnétiques. Le calcul des pertes totales du moteur à partir des formes d'ondes révèle qu'il existe un écart important avec les pertes fer mesurées par la méthode standardisée, car celle-ci ne permet pas une décomposition détaillée des pertes. Une méthode plus précise est donc proposée. Cependant, l'amélioration du calcul des pertes fer passe aussi par une meilleure prise en compte de la géométrie et des phénomènes locaux, que seule une simulation par éléments finis permet d'approcher. Une méthode originale d'estimation des pertes basée sur une caractérisation préalable du matériau dans un large domaine d'inductions et de fréquences est donc présentée. Cette méthode permet de retrouver les cycles d'hystérésis dynamiques dans des conditions d'excitation quelconques. Elle a été associée au logiciel de calcul par éléments finis FLUX2D et appliquée avec succès au calcul des pertes magnétiques dans le stator et le rotor d'une machine asynchrone

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Fourcault, Alice. "Modélisation d’un étage haute température alimenté par une torche à plasma pour la dégradation des goudrons présents dans les gaz de synthèse." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3015.

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Abstract:

La gazéification de biomasse et/ou des déchets produit un biogaz combustible composé de CO, H2, CH4, mais qui est aussi ensemencé d’impuretés telles que les goudrons. La société Europlasma propose un procédé de craquage des goudrons par plasma : le TurboPlasma®. Le biogaz combustible issu d’un gazéifieur est surchauffé par une torche à plasma dans un réacteur haute température. La torche à plasma produit un gaz plasmagène à 4000 K. Cela permet de porter localement le gaz combustible au-dessus de 1400 K, conduisant à une dégradation efficace des goudrons, même des plus lourds. Ce procédé est modélisé par deux études numériques. La première repose sur un modèle de réacteur parfaitement agité, la seconde utilise le code de calcul Fluent V6. Cette dernière étude permet de comprendre l’aérodynamique interne du réacteur et de préciser son design pour atteindre les objectifs d’abattement des polluants goudronnés. Le gaz obtenu répond aux critères d'utilisation des moteurs à combustion interne
Biomass and/or waste gasification produces a fuel biogas mainly composed by CO, H2, CH4, but it also includes by-products like tars. Europlasma company advises a process for tar removal assisted by plasma : the TurboPlasma®. The fuel biogas originally from a gasification unit is overheating by a plasma torch in a high temperature stage reactor. The plasma torch produces a plasma gas with a temperature higher than 4. 000 K. So the fuel gas is locally heated up to 1. 400 K, which allows an efficient degradation of almost tars, even of the heaviest. This process is modelized thanks to two numerical studies. The first one relies on a completely stirred tank reactor model, the second one uses the Fluent code. This last study allows to understand the internal aerodynamics of the reactor and to specify its design to reach the tar removal objectives. The gas that is obtained is suitable for a use in gas engine

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Portell, Canal Xavier. "Individual-based observations and individual-based simulations to study Saccharomyces cerevisiae cultures." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2014. http://hdl.handle.net/10803/284741.

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Abstract:

Saccharomyces cerevisiae is one of the yeasts with major economic, social, and health significance in human culture. Depending on the growth conditions experienced by the cell, S. cerevisiae growth can proceed via fermentative, respirative, or respirofermentative metabolism. Scar formation, unequal division, a limited replicative lifespan, and increase in cell size commensurate with the cell's replicative age are individual characteristics of this yeast affecting the performance of bioprocesses. These characteristics increase the complexity of predictive models and introducing them with ease into a continuous model is not realistic. Nevertheless, an individual-based model is able to accommodate this complexity in a single computational model. Once an individual model is implemented, it has to be parameterized, calibrated, and its adequacy assessed. All these processes ideally require a high number of both individual and system-level experimental observations. The aim of the present thesis is to advance the development of an individual-based methodology to tackle the study of microbial systems driven by the relevant yeast S. cerevisiae. The adequacy of INDISIM-YEAST, an existing individual-based model of a generic budding yeast, is first assessed. In order to obtain valuable individual-based observations to support the desired individual-based methodology, the diversity of S. cerevisiae in experimental individually-oriented observations under different growth conditions and at different stages of the growth curve is verified and assessed. A quantitative individual-based model focusing on the fermentative (anaerobic) growth of the yeast S. cerevisiae has been designed, implemented in Fortran 90, and termed INDISIM-Saccha. The developed model is parameterized, calibrated, its adequacy evaluated, and used to assess in silico ethanol production by means of virtual experiments. The calibration procedure, and the performance and analysis of the data from the virtual experiments is undertaken using the statistical programming language R. The model adequacy is assessed by testing several model predictions both at a system level (glucose depletion, population growth curves) and single-cell level (fraction of budded cells, genealogical age distribution, and cell diameter distribution evolutions). Individual cell diameter observations obtained within the present thesis play a significant role in this assessment. Results of the virtual experiments suggest that differences in cell size distribution can drastically affect the performance and productivity of fermentations, and encourage routine characterization of the inocula in the biotechnological industry. INDISIM-Saccha is also adapted to take into account the aerobic growth of S. cerevisiae and contrasted with two experimental trials with different oxygen levels in the medium. The preliminary simulated results achieved with the model suggest that the approach also has the potential for reproducing aerobic batch cultures of S. cerevisiae. This represents a further step in obtaining a microbial individual-based model to account for the whole set of metabolic alternatives experienced by S. cerevisiae. In order to communicate efficiently, increase accessibility, and favour usability of the INDISIM-Saccha methodology developed, the present thesis also designs and implements INDISIM-YEAST-NL in the freely available programming environment NetLogo. The implementation of this streamlined model in NetLogo lays the foundations for a deeper understanding of the developed methodology and microbial individual-based models in general, and will facilitate future interactions with potential users of INDISIM-Saccha.
El Saccharomyces cerevisiae és un dels llevats que gaudeix de més significació econòmica, social i per a la salut humana. Depenent de les condicions experimentades, el llevat S. cerevisiae pot créixer mitjançant un metabolisme fermentatiu, respiratori o respirofermentatiu. La formació de cicatrius, una divisió desigual, una vida replicativa limitada i un increment de la mida de la cèl.lula amb l’edat replicativa són característiques individuals d’aquest llevat que afecten el comportament dels bioprocessos. Aquestes característiques incrementen la complexitat dels models predictius i dificulten, per tant, la seva inclusió en un model continu de manera realista. No obstant això, un model basat en l’individu sí que és capaç d’acomodar tota aquesta complexitat en un únic model computacional. Una vegada implementat, un model basat en l’individu ha de ser parametritzat, calibrat i la seva adequació ha de ser avaluada. Tots aquests processos requereixen idealment un gran nombre d’observacions experimentals, tant individuals com a nivell del sistema estudiat. L’objectiu general de la tesi present és avançar en el desenvolupament d’una metodologia basada en l’individu per estudiar sistemes microbians conduïts pel llevat S. cerevisiae. Primerament s’avalua l’adequació de INDISIM-YEAST, un model basat en l’individu, ja existent, focalitzat en un llevat genèric. Es verifica i s’avalua la diversitat del S. cerevisiae en observacions experimentals orientades a l’individu en diferents condicions de creixement i en diversos estadis de la corba de creixement de la població. Això permet obtenir observacions basades en l’individu molt valuoses a l’hora de donar suport a la metodologia desitjada. Es desenvolupa i s’implementa en Fortran 90 INDISIM-Saccha, un model quantitatiu basat en l’individu i focalitzat en el creixement fermentatiu (anaerobi) del S. cerevisiae. El model desenvolupat és parametritzat, calibrat, la seva adequació és avaluada i és utilitzat per estudiar in silico la producció d’etanol mitjançant experiments virtuals. El procés de calibratge, l’obtenció i l’anàlisi de les dades dels experiments virtuals s’han realitzat utilitzant el programari estadístic R. L’adequació del model s’avalua testejant diferents prediccions del model a nivell de sistema (corbes de disminució de la glucosa i de creixement de la població) i a nivell de la cèllula individual (evolucions temporals de la fracció de cèl.lules gemades, de la distribució d’edats genealògiques i de la distribució dels diàmetres cel.lulars). Les observacions del diàmetre de les cèl.lules individuals obtingudes a la tesi present juguen un paper significatiu en aquesta avaluació. Els resultats dels experiments virtuals suggereixen que les diferències en la distribució de mides cel.lulars poden afectar dràsticament l’evolució i la productivitat de les fermentacions i suggereixen una caracterització rutinària de l’inòcul a la indústria biotecnològica. L’INDISIM-Saccha també és adaptat per tenir en compte el creixement aeròbic del S. cerevisiae i és contrastat mitjançant dos assajos experimentals amb dos nivells d’oxigen al medi. Els resultats preliminars de la simulació denoten que aquesta aproximació també té el potencial de reproduir cultius discontinus aerobis del S. cerevisiae. Això representa un pas endavant cap a l’obtenció d’un model basat en l’individu que tingui en compte tot el conjunt d’alternatives metabòliques experimentades pel S. cerevisiae. Finalment, aquesta tesi també dissenya i implementa INDISIM-YEAST-NL en l’ambient de programació lliure anomenat NetLogo per tal de comunicar de manera eficient, d’incrementar l’accessibilitat i d’afavorir l’ús de la metodologia INDISIM-Saccha. La implementació d’aquest model simplificat amb NetLogo posa les bases per a una comprensió més alta de la metodologia desenvolupada, i dels models microbians basats en l’individu en general, i facilitarà futures interaccions amb usuaris potencials de l’INDISIM-Saccha.

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Huang, Jin. "Modélisation et simulation des machines synchrones munies de circuits amortisseurs alimentées par convertisseurs statiques : étude des stratégies de régulation et de commande : étude et optimisation des circuits amortisseurs." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT044H.

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Modelisation des machines synchrones a cage d'amortissement. Calcul numerique des parametres de la machine. Etude de l'alimentation par onduleur de courant. Etude de l'alimentation par cycloconvertisseur

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Wanko, Ngnien Adrien. "Etude des mécanismes de transfert et évaluation des capacités d'oxygénation et de traitement des dispositifs de traitement par cultures fixées sur supports granulaires fins alimentés en discontinu-développement d'un modèle de biodégradation." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13187.

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Abstract:

L'étude des mécanismes de transfert et évaluation des capacités d'oxygénation et de traitement des dispositifs de traitement par cultures fixées sur matériaux granulaires fins alimentés en discontinu. – Développement d'un modèle de biodégradation" est l'objet du travail mené visant une meilleure compréhension des mécanismes majeurs s'établissant au sein des lits d'infiltration percolation et permettant au moyen de certains choix opérationnels, une pérennisation de la filière. Tout d'abord, dans une première partie, nous exposons l'état d'avancement de la recherche dans ce domaine. Après des généralités sur les filières de traitement des eaux usées, il est fait cas de l'infiltration percolation sur sable; de ses spécificités, des contraintes qu'elle impose et des attentes au niveau de la recherche. La problématique du choix de type de sable qui constitue le matériau de garnissage ou support de la biomasse en relation avec les capacités d'oxygénation du milieu poreux et les risques de colmatage demeure un souci permanent. L'intérêt de la seconde partie essentiellement expérimentale porte sur la caractérisation physique et hydrodynamique des sables roulés et concassés constituant les massifs filtrants en milieux non colonisés. L'hydrodynamique des massifs filtrants a permis une analyse comparative des distributions de temps de séjour du fluide percolateur en milieu vierge et en régime continu puis discontinu. Indépendamment des supports étudiés, les temps de résidence du traceur sont d'autant plus élevés que l'alimentation se fait à fréquences espacées et à volume par bâchée considérable. En revanche, pour chacune des fréquences d'alimentation testées, la récupération du traceur s'est effectuée plus rapidement au sein de la colonne constitué des sables alluvionnaires. Le second volet de l'étude hydrodynamique est effectué en milieu colonisé. L'efficacité du traitement biologique du carbone est supérieure pour un sable d'origine alluvionnaire comparativement à un sable concassé ;la tendance s'inversant significativement lorsqu'il s'agit de l'abattement de l'azote. Cet efficacité est directement corrélée à l'oxygénation du massif filtrant autrement dit au renouvellement de la phase gazeuse du milieu poreux. Exploitant une technologie de fluorescence nous permettant de détecter aussi bien l'oxygène gazeux que dissous, nous parvenons à déterminer les différents ordres de grandeur des phénomènes de convection et de diffusion ainsi que leur importance relative dans la ré-oxygénation d'un massif filtrant. Le développement d'un modèle numérique simulant l'infiltration et le traitement des eaux usées à travers un milieu poreux colonisé constitue l'épilogue de ce travail. Deux approches de résolution sont utilisées : une approche globale qui résout simultanément à l'aide d'un unique schéma les parties transport et chimie de chaque équation et une approche par séparation d'opérateurs qui résout séparément et successivement les parties convection, dispersion et cinétique
Aim of this work is to enhance understanding of the main phenomena occurring during infiltration of wastewater within vertical flow sand filter. We also introduce some operating possibilities which may improve efficiency and keep seepage beds in good working order. In the first part we document state of art in this research topic. Following some general remarks about different wastewater treatment techniques, more precise description of seepage beds is made with particular interest on its constraints and needs of further research. A central issue is the choice of porous media. It should be adapted to allow good oxygen feeding for bacteria growing on it and avoid biological clogging. Second part, mainly experimental, is focused on physical and hydraulic characterization of un-colonized crushed and stream sand. We carried out a residence time distribution (RTD) comparison of these two sands under steady and unsteady flow. Apart from characteristics of porous media and with a constant daily loading rate, decreased frequencies involve longer residence times. On the other hand, output recovery of the mass of injected tracer always occurs faster with stream sand. Continuation of hydrodynamic study is made with colonised porous media. Efficiency of biological removing of carbonaceous pollution is higher within stream sand. Opposite trend is observed with nitrogenous pollution. Removing of both nitrogenous and carbonaceous pollutions is linked to oxygenation. In other words it is linked to renewal of gaseous phase in porous medium. We highlight convection and diffusion of oxygen in porous media by using a fluorescence technology, which allows us to detect both gaseous and dissolved oxygen. We compare participation of convection and diffusion phenomena to renewal of oxygen. Achievement of this work consists on the development of a numerical code which simulates flow and pollution degradation through a colonized porous medium. Two different numerical methods have been used. In the first model, also called global approach, chemical and transport parts of each equation are solved by a single numerical scheme. A second model introduces a splitting operator method which solves separately and successively convective, dispersive and kinetic parts of each equation

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Dantas, Thayse Naianne Pires. "Avaliacao de dados de secagem de suspensoes de polpas de frutas em leito de jorro com alimentacao intermitente." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15840.

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Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThayseNPD_DISSERT.pdf: 3011136 bytes, checksum: 3c14c7c4fc8b4067013feadbd30be411 (MD5) Previous issue date: 2013-08-08
Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico
The objective of this work was the development and improvement of the mathematical models based on mass and heat balances, representing the drying transient process fruit pulp in spouted bed dryer with intermittent feeding. Mass and energy balance for drying, represented by a system of differential equations, were developed in Fortran language and adapted to the condition of intermittent feeding and mass accumulation. Were used the DASSL routine (Differential Algebraic System Solver) for solving the differential equation system and used a heuristic optimization algorithm in parameter estimation, the Particle Swarm algorithm. From the experimental data food drying, the differential models were used to determine the quantity of water and the drying air temperature at the exit of a spouted bed and accumulated mass of powder in the dryer. The models were validated using the experimental data of drying whose operating conditions, air temperature, flow rate and time intermittency, varied within the limits studied. In reviewing the results predicted, it was found that these models represent the experimental data of the kinetics of production and accumulation of powder and humidity and air temperature at the outlet of the dryer
O objetivo principal deste trabalho foi o estudo e aperfei?oamento de modelos matem?ticos, baseados em balan?os de massa e de energia, que representem o processo de secagem transiente de polpas de frutas em secador de leito de jorro com alimenta??o intermitente. Os balan?os de massa e de energia para a secagem, representados por um sistema de equa??es diferenciais, foram desenvolvidos em linguagem Fortran e adaptados para a condi??o de alimenta??o intermitente e de ac?mulo de massa no interior do equipamento. Este programa realiza a integra??o deste sistema de equa??es diferenciais utilizando a rotina DASSL (Differential Algebraic System Solver) e o procedimento de estima??o do par?metro do modelo foi fundamentado na minimiza??o da fun??o objetivo da t?cnica de m?nimos quadrados utilizando um m?todo heur?stico de otimiza??o PSO (Particle Swarm Optimization). Utilizando dados experimentais gerados nas pesquisas de secagem de alimentos realizadas nos laborat?rio de Tecnologia de Alimentos e de Sistemas Particulados da UFRN, determinaram-se equa??es emp?ricas estat?sticas e aplicaram-se os modelos referentes aos balan?os para verifica??o da quantidade de ?gua e da temperatura do ar de secagem na sa?da do leito de jorro e da massa de material acumulada no secador. Os modelos foram validados a partir dos dados experimentais de secagens cujas condi??es operacionais, de temperatura do ar, vaz?o da pasta e tempo de intermit?ncia, variavam dentro dos limites estudados. Na an?lise dos resultados preditos, foi constatado que estes modelos representam bem os dados experimentais da cin?tica de produ??o e de ac?mulo de p? e da umidade e da temperatura do ar na sa?da do secado

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Idrissi, Imane. "Contribution au Diagnotic des Défauts de la Machine Asynchrone Doublement Alimentée de l'Eolienne à Vitesse Variable." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR033/document.

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Abstract:

Actuellement, les machines Asynchrones à Double Alimentation (MADA) sont omniprésentes dans le secteur éolien, grâce à leur simplicité de construction, leur faible coût d’achat et leur robustesse mécanique ainsi que le nombre faible d’interventions pour la maintenance. Cependant, comme toute autre machine électrique, ces génératrices sont sujettes aux défauts de différent ordre (électrique, mécanique, électromagnétique…) ou de différents types (capteur, actionneur ou composants du système). C’est pourquoi, il est primordial de concevoir une approche de diagnostic permettant de manière anticipée, de détecter, localiser et identifier tout défaut ou anomalie pouvant altérer le fonctionnement sain de ce type de machine. Motivés par les points forts des méthodes de diagnostic de défauts à base d’observateurs, nous proposons d’une part, dans cette thèse, une approche de détection, localisation et identification des défauts de la MADA d’une éolienne à vitesse variable, à base des observateurs de Kalman, performants et largement utilisés. Les erreurs d’estimation d’état du filtre de Kalman linéaire et de ses variantes non-linéaires, à noter : le Filtre de Kalman Etendu (EKF) et le Filtre de Kalman sans-Parfum (UKF), sont utilisés comme résidus sensibles aux défauts. En vue d’éviter les fausses alarmes et de découpler les défauts des perturbations et des bruits, l’analyse des résidus générés est réalisée par des tests statistiques tels que : Test de Page Hinkley (PH) et Test DCS (Dynamic Cumulative Sum). Pour la localisation des défauts multiples et simultanés, la Structure d’Observateurs Dédiés (DOS) et la Structure d’Observateurs Généralisés (GOS) sont appliquées. De plus, l’amplitude du défaut est déterminée dans l’étape d’identification de défaut. Les défauts capteurs, actionneurs et composants de la MADA, sont traités dans ce travail de recherche. D’autre part, une étude comparative entre les différents observateurs de Kalman, est élaborée. La comparaison porte sur les critères suivants : le temps de calcul, la précision et la vitesse de convergence des estimations
Actually, the Doubly Fed Induction Generators (DFIG) are omnipresent in the wind power market, owing to their construction simplicity, their low purchase cost and their mechanical robustness. However, as any other electrical machine, these generators are subject to defects of different order (electrical, mechanical, electromagnetic ...) or of different type (sensor, actuator or system). That’s why, it is important to design an effective diagnostic approach, able to early detect, locate and identify any defect or abnormal behavior, which could undermine the healthy operation of this machine On the one hand, motivated by the observer-based fault diagnosis methods strengths, we proposed, in this thesis, a diagnostic approach for the faults detection, localization and identification of the DFIG used in variable speed wind turbine. This approach is based on the use of the efficient and widely used Kalman observers. The state estimation errors of the linear Kalman filter and the non-linear Kalman filters, named: The Extended Kalman Filter (EKF) and the Unscented Kalman Filter (UKF) are used as faults sensitive residuals. In order to avoid false alarms and to decouple faults from disturbances and noises, the faults detection is carried out by the analysis of the residuals generated, by the mean of statistical tests such as: Hinkley Page Test (PH) and DCS Test (Dynamic) Cumulative Sum). For the localization step in case of multiple and simultaneous faults, the Dedicated Observer scheme (DOS) and the Generalized Observer scheme (GOS) are applied. In addition, the fault level is determined in the fault identification step. Sensor faults, actuator and system faults of DFIG, are treated in this research work. On the other hand, a comparative study between the three Kalman observers proposed is performed. The comparison was done in terms of (1) the computation time, (2) the estimation accuracy, and (3) the convergence speed

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SILVA, Giselle de Lima Paixão e. "SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA INDÚSTRIA DE ÁGUA MINERAL PELO MÉTODO SYSTEM DYNAMICS." Universidade Federal de Goiás, 2010. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/1458.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giselle - Dissertacao FINAL.pdf: 462400 bytes, checksum: d49d65a0e8eee6016f109e6efdb53aa9 (MD5) Previous issue date: 2010-04-30
The processing of mineral water is characterized by a system composed of step sequences, input variables, parameters and output variables. Thus, this work was conducted with the objective of implementing a computer model to simulate the steps that comprise the operational flowchart of a mineral water industry, using the software Stella 8.0. The model defined as dynamic, stochastic and discrete consisted of eleven interconnected blocks. It was built following the steps of characterizing the real system, creating the conceptual model, structuring and verification of computational model, data collection, and model validation. From data collected in the real system we obtained fits of the distributions used in assembling and verifying the model with the help of the @ risk 5.5 program. Validation of the program was conducted by comparing the data (number of bottles to be processed and total processing time) of the real system with simulated data, using regression analysis and the program Statistic 6.0 (Statsoft). The values collected in the real system were within the upper and lower limits on the graph obtained by regression analysis, with a confidence level of 95%, ensuring that the computer model adequately represents the real system. Fails in the process were identified by analyzing of collected values needed more processing time than the simulated values, for the same amount of bottles. However, the computational model developed is appliable to simulate the dynamics of processing lines of Mineral Water, being a tool of production control, which allows the visualization of the behavior of the real system, facilitates the identification of errors, improve production flow, and reduces manufacturing costs by controlling the total processing time.
O processamento de água mineral é caracterizado por um sistema composto por etapas seqüenciais, variáveis de entrada, parâmetros e variáveis de saída. Deste modo, este trabalho foi conduzido com o objetivo de implementar um modelo computacional para simular as etapas que integram o fluxograma operacional de uma indústria de água mineral, através do software Stella 8.0. O modelo definido como dinâmico, estocástico e discreto constituiu-se de onze blocos interligados. O mesmo foi construído seguindo as etapas de caracterização do sistema real; criação do modelo conceitual; estruturação e verificação do modelo computacional; obtenção de dados; e validação do modelo. Partindo dos dados coletados no sistema real obteve-se os ajustes das distribuições utilizadas na montagem e verificação do modelo, com o auxílio do programa @risk 5.5. A validação do programa foi efetuada através da comparação dos dados (quantidade de galões a serem processados e tempo total de processamento) do sistema real com os dados simulados, por meio da análise de regressão e do programa Statistica 6.0 (statsoft). Os valores coletados no sistema real apresentaram-se dentro dos limites superior e inferior no gráfico obtido pela análise de regressão, com nível de confiança de 95%, garantindo que o modelo computacional representa de forma adequada o sistema real. Falhas no processo foram identificadas analisando que alguns valores coletados para a mesma quantidade de galões, necessitaram de maior tempo de processamento do que os valores simulados. Contudo, o modelo computacional desenvolvido é aplicável para simular a dinâmica operacional de linhas processadoras de Água Mineral, por ser uma ferramenta de controle da produção, que permite a visualização do comportamento do sistema real, facilita a identificação de erros, melhora o fluxo produtivo e reduz custos industriais por controlar o tempo total de processamento.

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Harkouss, Rami. "Effet du salage et du séchage sur la dynamique d’évolution de la protéolyse, de la structure et de la texture lors de la fabrication d’un jambon sec. Développement d’un modèle de « jambon numérique » couplant transferts d’eau, de sel et protéolyse." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22446/document.

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Abstract:

Du fait de problèmes de santé publique, l’industrie agroalimentaire doit réduire la quantité de sel (chlorure de sodium) dans les aliments, et donc dans les charcuteries. Lors de la fabrication des jambons secs, une diminution du taux de sel pourrait se traduire par des problèmes de texture dus à une protéolyse excessive pouvant nuire à l’étape de tranchage industriel, et aussi par des problèmes de stabilité microbiologique. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont : (1) d’étudier le lien entre l’évolution de la protéolyse, de la texture et de la structure, tout au long des différentes étapes de fabrication de jambons secs et (2) de développer un modèle de « jambon numérique » afin de prédire spatialement les dynamiques d’évolution des teneurs en eau, en sel et celle de l’activité de l’eau (a w ), et de coupler ces évolutions à celle de la protéolyse. Ce travail combine études expérimentales et modélisation/simulation numérique. Tout d’abord, une méthode de quantification de la protéolyse utilisant la « Fluorescamine » a été développée et validée sur des échantillons de viande de porc et des échantillons extraits de jambons industriels ; un nouvel indice de protéolyse (IP) a été défini. Sur la base d’un plan d’expériences, l’évolution de la protéolyse au sein d’échantillons différemment salés et séchés et préparés à partir de 5 muscles différents d’un jambon de porc, a été quantifiée. Suite à l’application d’une régression linéaire multiple, des lois phénoménologiques ont été construites permettant de calculer la vitesse de protéolyse, pour un muscle donné, en fonction de la température et des teneurs en eau et en sel. Ensuite, au moyen du logiciel Comsol ® Multiphysics, ces lois ont été combinées avec des modèles de transferts de matière (eau, sel), de chaleur (température), et de calcul de l’a w , constituant ainsi un modèle de « jambon numérique ». Enfin, la dynamique d’évolution de l’IP, de 5 paramètres texturaux (dureté, fragilité, cohésion, élasticité et adhésion) et de 4 paramètres structuraux (nombre des fibres, espaces extracellulaires, taille des fibres et surface de tissu conjonctif) a été mesurée sur des échantillons prélevés dans deux muscles extraits de jambons industriels pris à cinq stades de fabrication différents. L’application d’une régression polynômiale multiple à ces données expérimentales a conduit à l’établissement de corrélations permettent de calculer certains paramètres texturaux et structuraux à partir de l’IP et des teneurs en eau et en sel. A court terme, ces lois seront incorporées dans le modèle numérique afin de constituer un vrai simulateur de procédé. A moyen terme, le modèle de « jambon numérique » devra être amélioré afin de tenir compte (1) de la diminution du volume du jambon, du fait du séchage et (2) de la diminution de la vitesse de protéolyse en fonction du temps, du fait de la réduction de la quantité de protéines hydrolysables dans le jambon. Une fois complété et amélioré, le simulateur de procédé pourra aider les professionnels à tester des scénarios visant à réduire la quantité de sodium dans les jambons secs, sans altérer leur qualité finale
Because of public health problems, the food industry must lower sodium content in all food products, therefore in cured meat products. During the dry-cured ham elaboration process, decreasing salt content may induce microbial safety problems and texture defects due to an excessive proteolysis that could affect later the industrial stage of slicing. On account of that, this work of thesis aims at (1) studying the relationship between proteolysis, structure and texture during the various stages of dry-cured ham manufacture, and (2) building a “numerical ham” model to predict spatially the time course of water and salt content, and thus water activity (a w ), and to couple these variations with proteolysis. This work combines experimental studies and numerical modelling and simulation. Firstly, a new and powerful technique for quantifying proteolysis that uses “Fluorescamine” was developed and validated on pork meat samples and samples extracted from industrial dry-cured hams; a new proteolysis index (PI) was defined. Based on an experimental design, the time course of proteolysis was quantified in laboratory-salted and dried pork meat samples prepared from five different types of pork muscle. Applying multiple linear regression enabled us to build phenomenological models relating, for each pork muscle, PI velocity to temperature, and to water and salt content. Using Comsol ® Multiphysics software, these phenomenological models were then combined with heat and mass transfer models and associated with calculation of a w , thus constituting the “numerical ham” model. In addition, the time course of PI, five textural parameters (hardness, fragility, cohesiveness, springiness and adhesiveness), and four structural parameters (fiber number, extracellular spaces, cross section area, and connective tissue area) was quantified on samples extracted from two different muscles of industrial dry-cured hams removed from the process at five different processing times. Multiple polynomial regression was applied to build phenomenological models relating PI, salt and water content to some textural and structural parameters investigated. These last models could be rapidly incorporated in the “numerical ham” model to constitute a real process simulator. In the future, the “numerical ham” model should be improved in order to take into account (1) the strong decrease in ham volume due to drying and also (2) the decrease in proteolysis velocity with time as a result of the reduction in the amount of protein that can be hydrolysed in the ham. Once completed and improved, the process simulator will be available to professionals to test scenarios allowing sodium content to be reduced in dry-cured hams without altering their final quality

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Dissertations / Theses on the topic 'Simulation des aliments'

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