Modelagem matemática da secagem em camada delgada de bagaço de uva fermentado

O objetivo deste trabalho foi determinar as características da secagem de bagaço de uva fermentado em secador com ar aquecido, avaliar a capacidade descritiva de conhecidos modelos matemáticos de secagem em camada delgada, e obter os valores de difusividade efetiva e a energia de ativação. Os experimentos de secagem foram conduzidos a 50, 60, 70, 80 e 90ºC, com a velocidade do ar de secagem de 1,0 m s-1. Foram comparados dez diferentes modelos matemáticos de secagem em camada delgada, de acordo com os valores do coeficiente de determinação (R²), qui-quadrado (χ²), raiz do quadrado médio residual (RQMR) e erro médio relativo (P), estimados pelas curvas de secagem. Os efeitos da temperatura de secagem nos coeficientes e nas constantes foram preditos pelos modelos de regressão. O modelo de Page modificado foi selecionado para representar o comportamento da secagem em camada delgada de bagaço de uva. Os valores médios da difusividade efetiva variaram de 1,0091 x 10-9 m² s-1 a 3,0421 x 10-9 m² s-1 nas temperaturas avaliadas. A dependência da difusividade efetiva pela temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, com o valor de energia de ativação de 24,512 kJ mol-1.

Transferência de massa e secagem em leitos vibrofluidizados: uma revisão

O desenvolvimento de tecnologias de processamento e equipamentos requer a utilização de novos métodos e melhor qualidade do produto processado. Dentro do processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem incremento nos coeficientes de transferência, é a de maior interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos. Assim, uma revisão da literatura sobre a transferência de massa e a secagem em leitos vibrofluidizados foi realizada, envolvendo resultados experimentais e modelagem matemática.

Efeito da secagem em leito de jorro bidimensional sobre as propriedades físicas e tecnológicas do feijão preto (Phaseolus vulgaris, L.)

A secagem de feijão preto (Phaseolus vulgaris, L.) em leito de jorro bidimensional foi estudada num equipamento em escala piloto de 100cm de altura total, 10cm de largura e 40cm de comprimento. Um soprador centrífugo de 7cv foi utilizado para fornecer o ar responsável pela formação do jorro ao sistema e nenhum aquecimento adicional foi realizado, ficando a temperatura de operação em torno de 50ºC. Foi feito um estudo sobre a influência do tempo de secagem, da vazão de ar injetado no sistema e da carga de grãos em cada batelada sobre o tempo de cozimento, a capacidade de absorção, a densidade e o diâmetro da partícula. A taxa de secagem também foi estudada. Observou-se que em 6 horas a redução de umidade do grão é cerca de 60% e as condições operacionais estudadas não afetaram significativamente as propriedades físicas e tecnológicas do feijão.

Secagem de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação: cinética e avaliação de modelos

O presente estudo teve como objetivos investigar o efeito da impregnação de sacarose e de açúcar invertido na taxa de secagem por convecção de abacaxi e avaliar a adequação de nove modelos matemáticos na descrição das curvas de secagem. Os testes experimentais foram feitos empregando-se coroas circulares de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação em soluções de sacarose (0,40, 0,44 e 0,47 g.mL-1) e em xarope de açúcar invertido. A pré-desidratação osmótica foi realizada a 40 e 50 ºC, por 2 horas, sob agitação de 60 min-1. A secagem por convecção foi feita em secador do tipo gabinete com bandejas, a 60 ºC e 1,25 m.s-1. O grau de ajuste dos modelos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação, da raiz do erro quadrático médio, do erro percentual absoluto médio e por análise de dispersão de resíduos. As maiores taxas de secagem foram obtidas para amostras in natura; naquelas pré-desidratadas osmoticamente, o aumento da concentração da solução ocasionou a diminuição da taxa de secagem. O modelo de Wang e Singh foi o que melhor descreveu a secagem por convecção de coroas circulares de abacaxi.

Secagem de bananas prata e d'água por convecção forçada

Estudou-se a influência de variáveis como cultivar, formato (cilindro e disco), branqueamento e condições do ar aquecido (temperatura: 50 e 70 ºC e velocidade: 0,14 e 0,42 m/s) sobre o comportamento de secagem convectiva de bananas com uso de modelagem matemática. As bananas foram desidratadas em secador de bandejas e pesada em intervalos pré-determinados. O modelo exponencial foi bem ajustado às curvas de secagem (R²: 0,98-0,99), mostrando que os fatores mais influentes sobre a taxa de secagem foram a temperatura, a velocidade do ar e o branqueamento. De acordo com as constantes cinéticas apresentadas pelo modelo recomenda-se a secagem de banana, em qualquer dos formatos estudados, nas seguintes condições: para banana-prata, uso de branqueamento e secagem a 50 ºC/0,42 m/s; e para banana-d'água, sem uso de branqueamento e secagem a 70 ºC/0,42 m/s.

Influência da geometria e da temperatura na cinética de secagem de tomate (Lycopersicum esculentum)

O tomate é um fruto muito perecível por causa do seu conteúdo de umidade. A secagem é uma das práticas industriais mais utilizadas em alimentos para manter a qualidade do produto final. A pesquisa foi desenvolvida para estudo dos parâmetros de secagem de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cv Carmen, com relação ao tipo de corte (meio e um quarto) e à temperatura de processo (60 e 70 ºC), bem como à escolha do tempo de secagem para a obtenção de um produto com umidade de 45% (base úmida). As cinéticas de secagem foram determinadas experimentalmente por convecção forçada e ajustadas ao modelo de Page. Os resultados obtidos mostraram que a geometria de corte influenciou na taxa de secagem e no tempo de desidratação. Os tomates cortados em quatro partes e desidratados a 70 ºC alcançaram umidade de 45% em menor tempo (10 horas), quando comparados aos tomates com o corte em metades. O modelo de Page forneceu bom ajuste nas cinéticas de secagem

Viabilidade econômica de produção de lenha de eucalipto para secagem de produtos agrícolas

Este trabalho teve como principal objetivo determinar o custo e a viabilidade de produção de lenha de eucalipto necessária para secagem de produtos agrícolas. As principais considerações técnicas e econômicas foram: a) uso de lenha de eucalipto seca em fornalha de fogo indireto; b) custos referentes à mão-de-obra, materiais, insumos e equipamentos; c) custo de oportunidade e/ou taxa de juros de 10% ao ano; d) preço médio da terra variando de 500,00 a 2.000,00 US$ por ha; e) custo administrativo do reflorestamento de 10% sobre o custo do investimento, e f) período de investimento igual ao ciclo da produção de eucalipto, isto é, 21 anos. Concluiu-se que o investimento no reflorestamento com eucalipto é viável economicamente em terras próprias para lavoura, e, ainda, que a área utilizada para a produção de lenha é relativamente pequena, ou seja, de 0,50 a 4,23% da área de lavoura para as culturas consideradas neste estudo: café (em coco), milho, arroz, feijão e soja.

Monitoramento da qualidade física de secagem de sementes de milho em secadores estacionários

Foi analisado o comportamento físico da secagem estacionária com distribuição axial de ar, com utilização de um secador comercial, em comparação com protótipos para secagem de sementes de milho, em camada de 0,70m. A temperatura do ar de secagem foi de 47 ±3ºC, no secador comercial e de 40 ±1ºC, nos protótipos de secador. Foram considerados o tempo de operação, a posição das sementes na massa e o efeito na qualidade física. Para tanto, foram caracterizados o ar ambiente, o ar de secagem, as temperaturas e os teores de água na massa de sementes e realizados exame visual de fissuras internas e teste de coloração com tintura de iodo. Com baixa umidade relativa ocorre super secagem na camada inferior e retardamento na camada superior, resultando em gradientes de umidade das sementes, no final da secagem, de até 4,5 pontos percentuais. O aumento da temperatura do ar de secagem determina uma elevação na taxa de remoção de água e aumento da percentagem de sementes de milho com fissuras internas e quando a camada de sementes mais próxima da entrada do ar aquecido atinge teor de água inferior a 14%, se inicia a secagem da camada seguinte.

Influência da capacidade de campo na taxa de crescimento do cafeeiro conilon

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da capacidade de campo (CC) na taxa de crescimento do cafeeiro conilon a partir da adoção de três tensões: 0,006 MPa (CC1), 0,010 MPa (CC2) e 0,033 MPa (CC3), em dois tipos de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo e Argissolo Vermelho-Amarelo). O experimento foi montado em casa de vegetação no Núcleo de Estudos e de Difusão de Tecnologia em Floresta, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável, município de Jerônimo Monteiro, Espírito Santo. A espécie vegetal utilizada foi a Coffea canephora Pierre ex A. Froehner, variedade Robusta Tropical (EMCAPER 8151), cultivada em vaso de 12 litros, por um período de 255 dias. As análises de crescimento foram realizadas 15 dias após o transplantio das mudas e no final do experimento, para determinação de matéria seca total e área foliar. O teor de umidade do solo na capacidade de campo varia com a tensão adotada em sua determinação. As maiores taxas de crescimentos relativo e absoluto do cafeeiro conilon foram obtidas quando a umidade do solo foi mantida na capacidade de campos determinada na tensão de 0,010 MPa no Latossolo Vermelho­Amarelo e de 0,006 MPa no Argissolo Vermelho-Amarelo. As menores taxas de crescimento da cultura foram observa­das na capacidade de campo determinada na tensão de 0,033 MPa, o que inviabiliza a sua adoção na estimativa da lâmina de irrigação utilizando-se a câmara de pressão de Richards.

Tensão térmica e taxa de reação em um reator para gaseificação de biomassa do tipo concorrente

A conversão da energia química da biomassa em outras formas de energia pode ser processada de diversas maneiras. Dentre essas, encontra-se a gaseificação, que utiliza reatores para conversão da biomassa em gás combustível. Para o dimensionamento de um gaseificador e seus constituintes, vários fatores devem ser levados em consideração, desde as características do combustível até as reais necessidades de energia térmica liberada. Especificamente no dimensionamento da grelha, alguns índices servem de referência, como a tensão térmica e a taxa de reação. Este trabalho teve como objetivos determinar a taxa de reação e a tensão térmica de uma grelha plana utilizada em um gaseificador bem como comparar os valores obtidos com aqueles recomendados para o dimensionamento de grelhas em fornalhas. Foi utilizado um gaseificador de biomassa de fluxo concorrente de pequena escala, ao qual foi acoplada uma câmara para combustão do gás produzido. O combustível utilizado foi toretes de eucalipto, em pedaços com diâmetro de 4 a 8 cm e comprimento de 10 a 20 cm. Conclui-se que os índices de taxa de reação e tensão térmica encontrados podem ser utilizados como parâmetros para o dimensionamento de grelhas de gaseificadores de leito fixo.

Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem

A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo para o controle e a manutenção da qualidade dos produtos agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi modelar o processo de secagem e obter os parâmetros termodinâmicos de frutos de café (Coffea Arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, para três diferentes condições de temperatura e umidade relativa (35 ºC e 32,1%; 45 ºC e 15,7%; e 55 ºC e 10,2%). Foram utilizados frutos de café colhidos manualmente com teor inicial de água de 1,25 (b.s.) e submetidos à secagem até atingirem o teor médio de 0,13 (b.s). Seis modelos matemáticos usualmente utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas foram ajustados aos dados experimentais. A segunda lei de Fick foi utilizada para obter os coeficientes de difusão dos frutos de café por meio da cinética da secagem. A energia de ativação para a secagem dos frutos de café, bem como a entropia, entalpia e energia livre de Gibbs, foram obtidas. O modelo de Midili modificado foi o que melhor representou o fenômeno de secagem de frutos de café. Os valores do coeficiente de difusão obtidos foram 2,99 x 10-11, 2,39 x 10-11 e 5,98 x 10-11 m² s-1 para as temperaturas de 35, 45 e 55 ºC, respectivamente. A entalpia diminuiu com o aumento da temperatura do ar de secagem, bem como a entropia. A energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura.

Estudo comparativo da carbonização de resíduos agrícolas e florestais visando à substituição da lenha no processo de secagem de grãos de café

Este trabalho visou a comparar o potencial energético de resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café (Coffea canephora var. Conilon) e no processo de fresamento da madeira, sugerindo seu uso em substituição ao da lenha de eucalipto, no processo de secagem de grãos de café. O uso destes resíduos agrícola e florestal pode contribuir para a redução de problemas ambientais relacionados com a contaminação do solo, ar e água, devidos a seu descarte inadequado, e para reduzir os custos de produção e, ou, beneficiamento do café. Os subprodutos da destilação seca e o carvão vegetal dessas matérias-primas foram quantificados e comparados. De acordo com os resultados, pôde-se verificar que os resíduos de casca de café proporcionaram uma boa produção de carvão vegetal, visto que seu rendimento gravimétrico em carvão foi estatisticamente superior ao da lenha. Considerando a produtividade e qualidade do carvão vegetal, o melhor resultado foi obtido pela carbonização da casca de café nas temperaturas de 350 ºC a 550 ºC e dos resíduos da fresa de madeira a 550 °C, principalmente, graças aos rendimentos médios em carbono fixo, que, nesses casos, superaram aqueles apresentados pelos carvões derivados de lenha do eucalipto. Em se tratando do poder calorífico superior, verificou-se que os resíduos da fresa de madeira e os resíduos de casca de café poderão ser utilizados para secagem de grãos de café, visto que apresentaram valores de poder calorífico superior (PCS) muito próximo aos de lenha de eucalipto. Graças aos bons rendimentos gravimétricos e rendimentos em carbono fixo, os carvões vegetais derivados dos resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café e no processo de fresamento da madeira apresentaram potencial considerável para serem utilizados como insumo energético.

Influência do processo de secagem sobre os principais componentes químicos do óleo essencial de tomilho

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito da temperatura do ar de secagem sobre a qualidade do óleo essencial de folhas de tomilho. Foram empregadas diferentes temperaturas de secagem (30, 40, 50, 60, 70 ºC), em um secador com resistências elétricas. Os componentes químicos do óleo essencial, depois de realizada a secagem, foram comparados com os valores obtidos na planta in natura (testemunha). Para a extração do óleo essencial, foi empregado o método de extração com CO2 supercrítico. A identificação dos componentes químicos do óleo essencial foi realizada por cromatografia gasosa, acoplada ao espectrofotômetro de massas (CG-EM) e, para a quantificação desses componentes, empregou-se o cromatógrafo a gás, acoplado ao detector por ionização de chamas (CG-DIC). Em função dos resultados obtidos, recomenda-se ar, à temperatura de 60 ºC, para a secagem das folhas de tomilho.