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Simulação da secagem de café utilizando a fluidodinâmica computacional
(Universidade Federal de Lavras, 2016-12-27) Amaral, Rudney; Gomes, Francisco Carlos
A secagem é uma etapa do processamento do café necessária à manutenção de sua qualidade e também para o armazenamento pós-colheita, se destaca por influenciar questões importantes como qualidade por exemplo. A determinação da distribuição do teor de água no interior de um fruto de café natural durante e ao final do processo de secagem é o ponto central nesse trabalho, para tanto, foram realizadas simulações por meio da técnica de elementos finitos, utilizando a fluidodinâmica computacional. Foram coletados dados experimentais de secagem de frutos realizada a uma temperatura (T) de 40°C e umidade relativa (UR) de 25% para comparar os resultados do experimento com os resultados das simulações. Os frutos foram secos até atingir 15,24%(b.u) de teor de água. Foram ajustados aos dados coletados dez modelos matemáticos de secagem. O modelo Exponencial de Dois Termos foi o que melhor se ajustou aos dados apresentando boa parametrização estatística. Os dados resultantes das simulações via fluidodinâmica computacional foram ajustados aos dados da secagem experimental. O ajuste dos dados experimentais aos simulados foi satisfatório, e desta forma, o modelo pode ser utilizado para outras aplicações que necessitem representar tal fenômeno. O coeficiente de difusividade efetivo (D eff ) foi ajustado ao modelo computacional no valor de 2,87 x 10 -11 m 2 s -1 . Ao final da secagem, o modelo computacional apresentou 57,1% da área de projeção do fruto de café natural com teor de água abaixo de 15,3% (b.u.).
Simulation of coffee fruit drying using computational fluid dynamics
(Editora UFLA, 2018-10) Amaral, Rudney; Andrade, Ednilton Tavares de; Gomes, Francisco Carlos; Borém, Flávio Meira; Lemos, Isabela Avila; Dias, Camila de Almeida
Drying is a fundamental step in post-harvest handling of coffee because moisture content at the end of drying affects several important aspects, such as sensory quality, storability, and color of the fruit coffee. Within this context, the aim of this study is to determine water distribution within the natural coffee fruit during and at the end of the drying process. For that purpose, simulations were made through finite elements using computational fluid dynamics. Experimental data on moisture content of coffee fruit in the “cherry” stage were collected during drying, which was carried out at a temperature of 40°C and relative humidity of 25% to 0.18 decimal l(dry basis – d.b.) to compare the results of the experiment with the results of the simulations. Ten mathematical models of the drying process were developed for the collected data. The two-term exponential model best fit the data. The results of the simulations in computational fluid dynamics were compared to the results from experimental drying, and a satisfactory fit was obtained. The effective diffusivity coefficient (D eff ) was developed for the model proposed, obtaining the value of 2.87 x 10 ‐11 m 2 s -1 . At the end of drying, the model exhibited 57.1% of the projection area of the coffee fruit with moisture content below 0.18 decimal (d.b.). Thus, the model can be used for other applications.