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Análise da resistência à desidratação dos tecidos do pericarpo e do endosperma do fruto de café arábica
(Universidade Federal de Lavras, 2017-08-25) Dias, Camila de Almeida; Andrade, Ednilton Tavares de; Borém, Flávio Meira
O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Processamento de Produtos Agrícolas do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras. Os frutos de café foram colhidos, em propriedade comercial, localizada no munícipio de Ingaí – MG, Brasil. Foram colhidos frutos de café (Coffea arábica L.) da cultivar Catuaí vermelho, selecionando apenas frutos maduros. Objetivouse neste trabalho avaliar a cinética de secagem dos frutos do café, bem como de suas partes separadamente (exocarpo + parte do mesocarpo; mesocarpo; endocarpo e endosperma), determinar as isotermas de sorção e elaborar um modelo de secagem para as partes constituintes dos frutos de café. Os frutos de café colhidos e selecionados possuíam um teor de água inicial médio de 68%. As partes dos frutos do café (exocarpo + parte do mesocarpo; endocarpo e endosperma) foram separadas manualmente e, para extração do mesocarpo, foi utilizada uma máquina centrífuga; já para a obtenção da porção de café descascado, foi utilizado um conjunto de equipamentos que realiza o trabalho de descascar, separar a polpa e os frutos verdes. O café foi submetido à secagem, em um sistema composto de condicionamento de ar acoplado a um secador de camada fixa (SCAL), com fluxo de ar de 20m³.min¹. m-² , temperatura do ar de 40°C e umidades relativas de 10%; 17,5%; 25% e 32,5%. Para o ajuste dos modelos matemáticos, foram realizadas análises de regressão não linear pelo método Gauss-Newton, utilizando-se o software STATISTICA 7.0® (Statsoft, Tulsa, USA). A escolha do melhor modelo foi uma função dos parâmetros estatísticos: desvio padrão da estimativa (SE), erro médio relativo (P) e coeficiente de determinação (R²). Para o teor de água de equilíbrio, os melhores ajustes aos dados experimentais foram obtidos pelos modelos de Sigma Copace, Sabbab, Gab modificado e Henderson modificado para o café natural; para cereja descascado e endosperma; para exocarpo + parte do mesocarpo, mesocarpo e endosperma; e endocarpo, respectivamente. O modelo de Midilli foi o que teve melhor ajuste para o café natural; descascado; exocarpo + parte do mesocarpo; mesocarpo; endocarpo, nas UR de 17,5; 25; 32,5%; e endosperma nas UR de 10; 17,5 e 32,5%. Para o endocarpo na UR de 10%, o melhor modelo foi o da Aproximação da difusão e, para o endosperma na UR de 25%, o melhor ajuste foi apresentado pelo modelo de Page. A resistência quanto à saída de água, independente do processamento ou da parte do fruto do café, é maior quando o café é secado com a menor umidade relativa. O café natural foi o tratamento que apresentou maior resistência, enquanto a menor resistência foi apresentada pelo exocarpo + parte do mesocarpo.
Aptidão da colheita mecanizada em lavouras cafeeiras no munícipio de Carmo de Minas, MG
(Embrapa Café, 2015) Luz, Marcos Paulo Santos; Miranda, Felipe Mesquita de; Silva, Ana Claudia Almeida da; Guiraldeli, Carlos Henrique Cardeal; Abreu, Giselle Figueiredo de; Alves, Guilherme Eurípedes; Alves, Ana Paula de Carvalho; Balbino, Lourenço de Faria; Dias, Camila de Almeida; Velho, Flávio Pereira
A fim de se avaliar o potencial de mecanização da colheita do café no município de Carmo de Minas, MG, o estudo em questão relacionou a distribuição espacial das lavouras cafeeiras e as respectivas declividades em que se encontram. O trabalho foi conduzido efetuando um levantamento da região de Carmo de Minas com o auxílio das imagens do sistema de satélites RapidEye, tornando possível a classificação da terra quanto ao diferentes usos: lavouras cafeeiras, área de mata, água, área urbana e outros usos. Posteriormente, utilizando o conjunto de softwares ArcGIS, realizou-se o mapeamento da área levando em consideração o parâmetro declividade. Em seguida, cada área produtora de café foi correlacionada com sua respectiva declividade. Os resultados revelaram a grande importância da atividade cafeeira para o município, que corresponde à cerca de 15% da área total, em detrimento das dificuldades impostas pela declividade extremamente acentuada das áreas cafeeiras (grande maioria acima de 20% de declividade), impondo restrição ao uso de colhedoras automotrizes ou de arrasto. Por fim, constatou-se a baixa aptidão da colheita mecanizada nas lavouras de Carmo de Minas, sendo uma alternativa interessante o uso de derriçadoras portáteis favorecendo o aumento da eficiência e diminuição de custos da colheita.
Determination of thermal properties of coffee beans at different degrees of roasting
(Editora UFLA, 2018-10) Cardoso, Danilo Barbosa; Andrade, Ednilton Tavares de; Calderón, Renso Alfredo Aragón; Rabelo, Mariane Helena Sanches; Dias, Camila de Almeida; Lemos, Isabela Ávila
The aim in this study was to determine the main thermal properties of the granular mass of coffee (specific heat, thermal conductivity, and thermal diffusivity) for different degrees of roasting, as well as to model and simulate thermal conductivity at different degrees of roasting. For determination of specific heat, the mixing method was used, and for thermal conductivity, the theoretically infinite cylinder method with a central heating source. Thermal diffusivity was simulated algebraically using the results of the properties cited above and of the apparent specific mass of the product. Thermal conductivity was also simulated and optimized through finite element analysis software. As results, at darker roasting there was an increase in specific heat and a reduction in thermal conductivity and thermal diffusivity. Comparing thermal conductivity determined in relation to simulated and optimized conductivity, the mean relative error was 1.02%, on average.
Mathematical modeling of dehydration resistance of pericarp tissues and endosperm in fruits of arabic coffee
(Editora UFLA, 2020) Dias, Camila de Almeida; Andrade, Ednilton Tavares de; Lemos, Isabella Àvila; Borém, Flávio Meira; Westerich, Diogo Nogueira; Silva, Ana Claudia Almeida da
Coffee represents an important source of income for producers and for the Brazilian economy, being the second product in the country’s agricultural exports. Unlike other agricultural products, freshly harvested coffee has a high fruit water content, approximately 60% (dry base). It is fundamental to optimize the drying process for cost reduction and quality maintenance, making it necessary to understand the interdependence relation of the tissues of the pericarp and the coffee endosperm during the dehydration of the fruit. The objective of this work was to elaborate a drying model for the constituent parts of coffee fruits evaluating the resistance of each of the pericarp tissues and endosperm. The experiment was set up in a 4x6 factorial scheme (4 relative humidity of the drying air and natural, pulped natural coffee, pericarp tissues and endosperm: 1 - natural coffee and 2 – pulped natural coffee, 3 - exocarp + a portion of mesocarp, 4 - mesocarp, 5 - endocarp, 6 - endosperm]) in a completely randomized design with four replicates. The results were analyzed through analysis of variance and regression, using the statistical software STATISTICA 5.0®. The resistance to water outflow, regardless of the processing or the fruit part of the coffee, is greater when the coffee is dried with the lowest relative humidity. The natural coffee was the treatment that presented greater resistance, while the lower resistance was presented by the exocarp + a portion of mesocarp.
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.