Navegando por Autor "Gomes, Francisco Carlos"

Agora exibindo 1 - 11 de 11

Análise das propriedades físicas e de fluxo de café torrado no processo de encapsulamento
(Universidade Federal de Lavras, 2018-06-14) Silva, Mariana de Oliveira e; Gomes, Francisco Carlos
O processo de encapsulamento apresenta-se como uma forma de agregar valor econômico ao grão de café. É necessário o emprego de estruturas e maquinário devidamente projetados, sendo de fundamental importância o conhecimento das propriedades físicas e de fluxo do produto. Na determinação das propriedades, pode-se utilizar o aparelho “Jenike Shear Cell”, mais tradicional, e o “Powder Flow Tester” (PFT) fruto do avanço tecnológico. O objetivo deste trabalho foi comparar os resultados obtidos pelos dois métodos e verificar a empregabilidade do PFT em substituição ao aparelho de Jenike na determinação das propriedades físicas e de fluxo de café torrado e moído no processo de encapsulamento. Com este intuito, seis amostras foram avaliadas, variando dois graus de torra e três granulometrias em ambos os ensaios de cisalhamento. O PFT forneceu as propriedades físicas e de fluxo, com valores máximos de 35,5° para o ângulo de atrito interno e de 46,7° para o efetivo ângulo de atrito interno. Com exceção da tensão principal de consolidação, algumas amostras apresentaram valores estatisticamente iguais entre os ensaios com o PFT e o Jenike. Na Função Fluxo os resultados em ambos os ensaios foram idênticos e concluiu-se que não há diferenças estatísticas entre os graus de torra, sendo a granulometria o fator de variação. Dessa forma, a granulometria fina não é indicada para o processo de encapsulamento de café, devido ao fluxo coesivo. No fator K os valores obtidos com o PFT foram menores quando comparados aos de Jenike.
Avaliação da aplicação da norma ACI-313:1997 no dimensionamento de silos multicelulares elevados de concreto armado para café
(Universidade Federal de Lavras, 2010-02-11) Deckers, Hellen Pinto Ferreira; Gomes, Francisco Carlos
O armazenamento de produtos a granel é realizado em construções denominadas silos, os quais são tipicamente utilizados na indústria, agricultura, siderurgia e portos, entre outros. Esses silos podem ser construídos com os mais diversos materiais, como concreto armado, aço, madeira, argamassa armada, etc. Atualmente, há uma tendência mundial de elaboração de projetos estruturais, adotando o critério de dimensionamento nos estados limites, com o objetivo de realizarem-se projetos mais seguros e econômicos. Assim, faz-se necessária a determinação mais precisa das ações que atuam nas estruturas dos silos. Neste trabalho, procurou-se avaliar e estabelecer uma proposta de projeto estrutural de armazenagem para café em relação aos métodos tradicionais já existentes. Desenvolveu-se uma proposta de dimensionamento, com diferentes hipóteses de carregamento e descarga nas células, a fim de contemplar a armazenagem a granel, a movimentação e o transporte do produto, definindo assim um modelo para a execução de silo multicelular de concreto armado vertical e elevado. O silo tem células geminadas para armazenar 1.500 sacas de café por célula. Foi projetado com base na norma americana ACI 313:1997, considerando a tremonha tipo cunha. O trabalho foi dividido em etapas: determinação das propriedades físicas do café beneficiado, determinação da geometria da tremonha, projeto geométrico do silo, cálculo das ações na estrutura e dimensionamento do silo. Com base nos resultados, determinaram-se as áreas de armadura horizontais para as paredes do lado “a” e “L” do silo e da tremonha, visando atender aos critérios de dimensionamento de modo seguro e econômico. Considerando a transição do corpo do silo para a tremonha como um ponto crítico para os silos elevados, conclui-se que a verificação gerou um acréscimo de pressão nos cálculos de 60% e 59% nas paredes “a” e “L” do corpo do silo e de 44% e 43% nos lados “a” e “L” da tremonha para a pressão adicional, pela norma DIN 1055-6:2005, já que a norma estudada não contempla essa variação de pressão.
Avaliação da aplicação da norma ACI-313:1997 no dimensionamento de silos multicelulares elevados de concreto armado para café
(Universidade Federal de Lavras, 2010-02-11) Deckers, Hellen Pinto Ferreira; Gomes, Francisco Carlos
O armazenamento de produtos a granel é realizado em construções denominadas silos, os quais são tipicamente utilizados na indústria, agricultura, siderurgia e portos, entre outros. Esses silos podem ser construídos com os mais diversos materiais, como concreto armado, aço, madeira, argamassa armada, etc. Atualmente, há uma tendência mundial de elaboração de projetos estruturais, adotando o critério de dimensionamento nos estados limites, com o objetivo de realizarem-se projetos mais seguros e econômicos. Assim, faz-se necessária a determinação mais precisa das ações que atuam nas estruturas dos silos. Neste trabalho, procurou-se avaliar e estabelecer uma proposta de projeto estrutural de armazenagem para café em relação aos métodos tradicionais já existentes. Desenvolveu-se uma proposta de dimensionamento, com diferentes hipóteses de carregamento e descarga nas células, a fim de contemplar a armazenagem a granel, a movimentação e o transporte do produto, definindo assim um modelo para a execução de silo multicelular de concreto armado vertical e elevado. O silo tem células geminadas para armazenar 1.500 sacas de café por célula. Foi projetado com base na norma americana ACI 313:1997, considerando a tremonha tipo cunha. O trabalho foi dividido em etapas: determinação das propriedades físicas do café beneficiado, determinação da geometria da tremonha, projeto geométrico do silo, cálculo das ações na estrutura e dimensionamento do silo. Com base nos resultados, determinaram-se as áreas de armadura horizontais para as paredes do lado “a” e “L” do silo e da tremonha, visando atender aos critérios de dimensionamento de modo seguro e econômico. Considerando a transição do corpo do silo para a tremonha como um ponto crítico para os silos elevados, conclui-se que a verificação gerou um acréscimo de pressão nos cálculos de 60% e 59% nas paredes “a” e “L” do corpo do silo e de 44% e 43% nos lados “a” e “L” da tremonha para a pressão adicional, pela norma DIN 1055-6:2005, já que a norma estudada não contempla essa variação de pressão.
Determinação das propriedades físicas e de fluxo do café para projeto estrutural de silos e equipamentos
(Universidade Federal de Lavras, 2006-07-11) Teixeira, Luiz Gustavo dos Reis; Gomes, Francisco Carlos
O armazenamento do café é uma das etapas do processo produtivo que, quando não conduzida de forma adequada, contribui para uma grande parcela das perdas da produção. Um dos fatores que favorecem a melhoria dos sistemas de armazenamento é a elaboração de projetos estruturais de silos ou armazéns. Para que os produtores ou agroindústrias possam escolher a melhor maneira de armazenar seu café é necessário o conhecimento das propriedades físicas dos produtos armazenados. Seu conhecimento é de fundamental importância na avaliação estrutural da unidade, tomando como base o cálculo das pressões que irão ocorrer na parede do silo, assim como o padrão de fluxo na descarga do produto. Este trabalho foi desenvolvido com intuito de se determinarem as propriedades físicas do café do tipo cereja descascado, dando subsídio aos projetos de uma estrutura de armazenamento e equipamentos usados no beneficiamento do produto, além de avaliar o fluxo ocorrido durante a descarga, para diferentes materiais de confecção do silo. O trabalho foi desenvolvido na Universidade Federal de Lavras e na Escola de Engenharia de São Carlos. Foi utilizada, para determinar o ângulo de atrito interno e o ângulo de atrito com a parede, a máquina de cisalhamento de Jenike. Para a avaliação do fluxo foram construídos dois modelos reduzidos, confeccionados em acrílico, um de seção retangular e outro de seção circular. Dos ensaios realizados, foram obtidos os seguintes valores das propriedades estudadas: 27o e 36o para os limites inferior e superior do ângulo de atrito interno e 31o e 40o para o efetivo ângulo de atrito interno, nos ensaios instantâneos. Para os ensaios com o tempo de consolidação foram determinados os limites para o ângulo de atrito interno de 32o, 37o para 6 horas de consolidação; 31o, 37o para 12 horas de consolidação e 28o e 36o para 48 horas de consolidação. Os valores limites encontrados para o efetivo ângulo de atrito interno com o tempo de consolidação foram 36o e 39o com 6 horas de consolidação; 33o e 41o com 12 horas de consolidação e 32o e 42o com 48 horas de consolidação. Os valores encontrados para a função fluxo caracterizam o café como um produto que flui facilmente. Entretanto, apresenta a possibilidade de ocorrência de obstruções no fluxo, com o tempo de consolidação, durante o armazenamento.
Efeito da rugosidade da superfície do material de parede no coeficiente de atrito dos grãos de café
(2003) Corrêa, Paulo César; Silva, Fabrício Schwanz da; Gomes, Francisco Carlos; Calil, Carlito; Furtado, Bruno Fernandino; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O conhecimento do coeficiente de atrito grão/parede é fundamental para o projeto de equipamentos de transporte, processamento e armazenamento de produtos agrícolas. São considerados dois tipos de coeficientes de atrito para estes tipos de produtos: o atrito estático, determinado pela força que é capaz de vencer a oposição ao movimento e o atrito dinâmico, determinado pela força que se manifesta na superfície de contato quando há movimento. Vários são os fatores que influenciam o atrito e dentre eles destaca-se o tipo e a natureza dos materiais em contato, que neste trabalho é representada pela rugosidade média das diferentes superfícies dos materiais empregados para a construção dos silos. A utilização da rugosidade média, deve-se ao fato de ser o parâmetro de medição mais utilizado e aceito em todo o mundo para representar a rugosidade de suas superfícies. Com a realização deste trabalho objetivou-se determinar a influência da rugosidade da superfície de diferentes materiais de parede nos coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de café. Para a realização deste experimento, utilizaram-se grãos de café com pergaminho das espécies Coffea arabica L. (variedade Catuaí Vermelho) e Coffea canephora (variedade Conillon), com aproximadamente 13% (b.u.) de umidade. Os materiais empregados utilizados na construção das paredes dos silos e testados, com sua respectiva rugosidade média foram: alumínio (0,30mm), polietileno (0,52mm), aço liso (0,64mm), madeira (3,56mm), aço rugoso (3,98mm) e concreto (4,89mm). Os coeficientes de atrito (m ’ ) foram determinados, em três repetições, com a utilização de um equipamento de cisalhamento direto de movimento de translação conhecido internacionalmente por Jenike Shear Cell ou célula de carga de Jenike, modelo TSG 70-140, fabricado pela empresa alemã Zeppelin, sendo este equipamento atualmente o mais aceito e empregado pelas principais normas internacionais de construção de silos. A rugosidade média (Ra) das superfícies foi determinada pela utilização de um rugosímetro digital, modelo SJ-201, fabricado pela empresa japonesa Mitutoyo, em dez repetições, sendo esta rugosidade medida na direção do deslocamento dos grãos. Os dados foram submetidos a análise de regressão com a finalidade de selecionar o modelo mais adequado para expressar a relação entre a rugosidade média e as variáveis estudadas, ou seja, os coeficientes de atrito estático e dinâmico. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico aumentaram linearmente com o aumento da rugosidade das superfícies analisadas, para ambas as variedades estudadas. O modelo linear ajustou-se satisfatoriamente aos dados experimentais, apresentando coeficientes de correlação (R 2 ) superiores a 0,90 e erros médios inferiores a 10%.
Efeito do teor de umidade no ângulo de atrito interno de grãos de café
(2007) Silva, Fabrício Schwanz da; Corrêa, Paulo César; Calil, Carlito; Gomes, Francisco Carlos; Embrapa - Café
A determinação do ângulo de atrito interno e seus limites superior e inferior é de fundamental importância para fins de granelização, ou seja, no dimensionamento de equipamentos e silos, propriedade está indispensável a um projeto estrutural econômico e seguro, visando sempre à manutenção da qualidade do produto ao longo do período de armazenamento. O presente trabalho, objetivou determinar e avaliar o comportamento do ângulo de atrito interno dos grãos de café com pergaminho de diferentes variedades catuaí vermelho e conillon, em função de cinco níveis de teor de umidade. Com os resultados obtidos, pode-se concluir que para grãos de café com pergaminho, de ambas as variedades, tanto o ângulo de atrito interno médio como seus limites superior e inferior, aumentam linearmente com o incremento do teor de umidade dentro da faixa de umidade analisada.
A influência do material de parede de silos nos coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de café em pergaminho de diferentes variedades
(2005) Ribeiro, Rodrigo Martins; Afonso, Paulo Cesar; Corrêa, Paulo César; Gomes, Francisco Carlos; Queiroz, Daniel Marçal de; Embrapa - Café
A qualidade do café é fator preponderante para o êxito no processo produtivo. O armazenamento do café é de fundamental importância para a qualidade final do produto, visto ser esta etapa a que antecede a comercialização e que se torna cada vez mais necessária em virtude da flutuação do mercado cafeeiro. Considerando-se a importância das estruturas de armazenamento para a qualidade final do café, assim como a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias e de soluções dos problemas existentes, ressalta-se a importância de estudos sobre as possíveis opções para o armazenamento deste produto, destacando-se, dentre elas, a utilização de silos, ou seja, o armazenamento a granel. No presente estudo objetivou-se determinar os coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de café em diferentes materiais de parede, utilizados na confecção de silos. Foram utilizados grãos de café com pergaminho, da espécie Coffea arábica L., variedades Catuaí Vermelho e Amarelo, Mundo Novo, Rubi e Topázio, com umidade de 12% b.u.. O aparelho utilizado para a determinação dos coeficientes de atrito foi o TSG 70-140, equipamento de cisalhamento, construído com base no aparelho de cisalhamento de Jenike. A metodologia utilizada foi à proposta por MILANI (1993), e recomendações da norma inglesa - BMHB (1985), JENIKE e JOHANSON (1979) e o Manual de Operações da Máquina TSG 70-140. Com os resultados obtidos pôde-se observar que dentro das condições que foram utilizadas no presente estudo, os coeficientes de atrito, tanto estático como dinâmico, foram influenciados pela superfície do material de parede independentes das variedades. Observa-se que para cada material de parede não houve diferença significativa entre as variedades, salvo para o concreto rugoso, onde os coeficientes de atrito para Catuaí Amarelo e Vermelho diferiram dos valores de Mundo Novo, Rubi e Topázio. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico mostraram uma tendência de serem maiores para o concreto rugoso e decrescendo na ordem aço rugoso, polietileno e alumínio.
Influência do teor de umidade nos coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de café em distintos materiais de parede
(2003) Silva, Fabrício Schwanz da; Corrêa, Paulo César; Calil, Carlito; Gomes, Francisco Carlos; Furtado, Bruno Fernandino; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
É de fundamental importância o conhecimento das propriedades físicas dos produtos agrícolas para um projeto seguro e econômico de silos sendo, umas destas, o coeficiente de atrito do produto com a parede do silo visto que esta propriedade exerce um importante papel no comportamento de pressões e fluxos. Entre os fatores que afetam os coeficientes de atrito estático e dinâmico destacam-se, o teor de umidade e a natureza da superfície da parede do silo. A determinação correta do valor destes coeficientes é necessária para o cálculo seguro das pressões nas paredes e do tipo de fluxo que ocorrerá na descarga do material. Em vista do exposto, e da falta de informações mais atualizadas, objetivou-se com este trabalho determinar o efeito do teor de umidade dos grãos de café nos coeficientes de atrito em diferentes materiais de parede. Para a realização deste trabalho, utilizaram-se grãos de café com pergaminho das espécies Coffea arabica L. e Coffea canephora, das variedades catuaí vermelho e conillon, respectivamente. Os materiais de parede empregados nos testes foram: aço, madeira e concreto, os teores de umidade dos grãos variaram de 11,58 a 20,58% (b.u.) para a variedade conillon e 10,70 a 18,58% (b.u.) para a variedade catuaí vermelho. Os coeficientes de atrito (µ' ) foram determinados, em três repetições, com a utilização de um equipamento de cisalhamento direto de movimento de translação conhecido internacionalmente por Jenike Shear Cell ou célula de carga de Jenike, modelo TSG 70-140, fabricado pela empresa alemã Zeppelin, sendo este equipamento atualmente o mais aceito e empregado pelas principais normas internacionais de silos. Os dados foram submetidos a análise de regressão, com a finalidade de selecionar o modelo mais adequado para expressar a relação entre o teor de umidade e as variáveis estudadas, sendo calculado, também, o erro na predição dos valores dos coeficientes de atrito. Pelos resultados obtidos, observa-se uma tendência de aumento em ambos os coeficientes de atrito com o aumento do teor de umidade, para todos os materiais de parede testados. Como esperado, o coeficiente de atrito estático é superior ao dinâmico em todos os tratamentos, resultado este já observado para os produtos agrícolas. Para a maioria dos teores de umidade, os resultados referentes à variedade catuaí vermelho foram superiores aos da conillon. Observa-se, também, a supremacia do efeito do material de parede (rugosidade) sobre o efeito do teor de umidade dos grãos, nos valores dos coeficientes de atrito. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico aumentam linearmente com o aumento do teor de umidade, sendo o modelo linear adequado para representar esta relação, para as duas variedades estudadas, ao apresentar coeficientes de correlação (R 2 ) superiores a 0,80 e erros médio inferiores a 4%.
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.
Técnica de pulso ultrassônico para avaliação de danos mecânicos em grãos de café beneficiados
(Universidade Federal de Lavras, 2014-07-31) Silva, Mariana de Oliveira e; Gomes, Francisco Carlos
O café possui grande importância econômica para o Brasil, mas ainda faltam importantes estudos para o seu armazenamento, de forma que a qualidade do grão mantenha-se durante este período. O conhecimento das características físicas do grão de café permite a transição do modelo de armazenamento convencional em sacarias para o armazenamento em silos e como medida indireta da melhoria e conservação da qualidade do grão armazenado. O módulo de elasticidade permite comparações de resistência do material. As variações deste ocorrem devido sua composição química, microestruturas e defeitos do material, podendo ser utilizado como indicador da integridade física do grão. Nesse contexto, este trabalho foi realizado com o intuito de se determinar o módulo de elasticidade de uma massa de grãos de café pelo método de ensaio não destrutivo. A técnica de pulso ultrassônico é proposta como alternativa para obtenção do módulo de elasticidade de forma simples. Para tanto um silo modelo foi construído, reproduzindo as condições de armazenamento, e os valores do módulo de elasticidade foram determinados. Os valores obtidos pelo Stress Wave Timer se encontram entre 2,54 a 4,23 MPa, com carga máxima exercida de 8,32 kN e pressão vertical calculada foi de 1,526 kPa. Para avaliar o impacto das condições de armazenamento testes laboratoriais, geralmente aplicados em sementes, foram realizados. O teste de tetrazólio aplicado ao endosperma para apurar danos externos foi capaz de detectar um aumento devido às cargas aplicadas, entretanto, os outros testes, condutividade elétrica e raios-X, não detectaram aumento de danos internos aos grãos após as cargas, o que indica que este valor de pressão vertical pode ser utilizado seguramente em armazenamento de café.