Simulação numérica da distribuição de temperatura de café armazenado em ambientes resfriados e naturais

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X74111

Palavras-chave:

Dinâmica de fluidos computacional, Armazenamento refrigerado, Café

Resumo

O armazenamento de produtos agrícolas é de grande importância para manter a qualidade do produto entre a colheita e a comercialização. A utilização de técnicas numéricas e computacionais, como o método dos elementos finitos (FEM) e a fluidodinâmica computacional (CFD), permite a análise e simulação de sistemas que envolvem transferência de calor, como é o caso do armazenamento de grãos. Um modelo computacional baseado nessas técnicas que representa satisfatoriamente um sistema real foi utilizado para testar e analisar alternativas de decisão sem a necessidade de experimentação real. Neste trabalho, buscou-se estudar o comportamento da temperatura de uma massa de grãos de café mocha armazenados por meio de técnicas computacionais, conforme solicitado pelo setor privado. O café foi armazenado por 6 meses em dois tipos de ambientes: ambiente refrigerado entre 15 e 18 °C por meio de equipamento de controle de temperatura do ar utilizado para resfriamento artificial e ambiente natural. Um modelo computacional foi desenvolvido para simular o processo de transferência de calor para ambos os tipos de armazenamento. Na comparação da distribuição de temperatura durante o armazenamento de resultados de simulação e de resultados experimentais, um erro relativo médio global de 2,34% foi obtido para o café armazenado em ambiente natural e de 5,74% foi obtido para o café armazenado em ambiente refrigerado.

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Biografia do Autor

Ednilton Tavares de Andrade, Universidade Federal de Lavras

Professor Titular no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Lavras. Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras, especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade Federal Fluminense, mestrado e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa.

Renan Pereira Rezende, Universidade Federal de Lavras

Graduação em Engenharia de Produção na Universidade Federal de Minas Gerais. Graduação em Industrial Engineering. University of Florida, Gainesville, Florida, Estados Unidos com período sanduíche através do programa Ciências sem Fronteiras. Mestre em Engenharia Agrícola na área de Processamento de Produtos Agrícolas pela Universidade Federal de Lavras.

Flávio Meira Borém, Universidade Federal de Lavras

Engenheiro Agrônomo, Mestre em Engenharia Agrícola e Doutor em Produção Vegetal. Atualmente é professor titular do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Lavras. 

Sttela Dellyzete Veiga Franco da Rosa, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras, mestrado em Irrigação e Drenagem pela Universidade de São Paulo, doutorado em Agronomia (Fitotecnia) pela Universidade Federal de Lavras e pós-doutorado pela Ohio State University. Encontra-se lotada na Universidade Federal de Lavras, onde possui vínculo no Programa de Pós-Graduação em Agronomia/Fitotecnia.

Filipe da Silva de Oliveira, Universidade Federal de Lavras

Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola na linha de pesquisa de Processamento de Produtos Agrícolas, pela Universidade Federal de Lavras. Possui graduação em Engenharia de Agronegócios pela Universidade Federal Fluminense, tendo cursado parte de seus estudos na Saint Louis University e mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras. Realizou Doutorado Sanduíche financiado pela CAPES para a Escola Nacional de Saúde Pública na Universidade Nova de Lisboa, em Portugal.

Paula Almeida Rios, Universidade Federal de Lavras

Doutoranda, mestra e bacharela em Engenharia Agrícola na área de concentração em Processamento de Produtos Agrícolas pela Universidade Federal de Lavras. Pós-graduada em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Universidade Federal de São João del-Rei. Realizou intercâmbio estudantil pelo Programa Ciência Sem Fronteiras, em Engenharia de Biossistemas pela University of Kentucky, Estados Unidos. Além de ser Técnica em Mineração pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais.

Referências

AKDEMIR, Serap; BARTZANAS, Thomas. Numerical modelling and experimental validation of a cold store ambient factors. Journal of agricultural sciences, v. 21, n. 4, p. 606-619, 2015. DOI: https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001361

ANDRADE, E. T. et al. Simulação tridimensional da distribuição de temperatura em milho armazenado em silo cilíndrico. Revista Brasileira de Armazenamento, Viçosa, v. 29, n. 1, p. 01-12, 2004.

BORÉM, Flávio Meira et al. Avaliação sensorial do café cereja descascado, armazenado sob atmosfera artificial e convencional. Ciência e Agrotecnologia, v. 32, p. 1724-1729, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542008000600007

BORÉM, Flávio Meira et al. Sensory analysis and fatty acid profile of specialty coffees stored in different packages. Journal of food science and technology, v. 56, p. 4101-4109, 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-019-03879-3

GARCÍA, Alex M. et al. Effect of the burner position on an austenitizing process in a walking-beam type reheating furnace. Applied Thermal Engineering, v. 153, p. 633-645, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.02.116

GROSS, Kenneth Charles; WANG, Chien Yi; SALTVEIT, Mikal Endre (Ed.). The commercial storage of fruits, vegetables, and florist and nursery stocks. Washington, DC, USA: United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service, 2016.

HAN, Jia-Wei; ZHU, Wen-Ying; JI, Zeng-Tao. Comparison of veracity and application of different CFD turbulence models for refrigerated transport. Artificial Intelligence in Agriculture, v. 3, p. 11-17, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aiia.2019.10.001

MOHAPATRA, Debabandya; RAO, P. Srinivasa. A thin layer drying model of parboiled wheat. Journal of food engineering, v. 66, n. 4, p. 513-518, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.04.023

OSTANEK, Jason; ILELEJI, Klein. Conjugate heat and mass transfer model for predicting thin-layer drying uniformity in a compact, crossflow dehydrator. Drying Technology, v. 38, n. 5-6, p. 775-792, 2020. DOI: https://doi.org/10.1080/07373937.2019.1590394

PARAGINSKI, Ricardo T. et al. Qualidade de grãos de milho armazenados em diferentes temperaturas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, p. 358-363, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n4p358-363

PENG, Peng et al. Concentrated high intensity electric field (CHIEF) system for non-thermal pasteurization of liquid foods: Modeling and simulation of fluid mechanics, electric analysis, and heat transfer. Computers & Chemical Engineering, v. 97, p. 183-193, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2016.11.044

ROMÁN, Franz; MBUGE, Duncan O.; HENSEL, Oliver. Modeling the effect of a superabsorbent polymer material as desiccant in maize drying using CFD. Drying Technology, v. 37, n. 11, p. 1441-1453, 2019. DOI: https://doi.org/10.1080/07373937.2018.1504063

XI, Chen et al. Experiment and simulation research of storage for small grain steel silo. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, v. 9, n. 3, p. 170-178, 2016.

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Publicado

2023-07-17

Como Citar

Andrade, E. T. de, Rezende, R. P., Borém, F. M., Rosa, S. D. V. F. da, Oliveira, F. da S. de, & Rios, P. A. (2023). Simulação numérica da distribuição de temperatura de café armazenado em ambientes resfriados e naturais. Ciência E Natura, 45, e12. https://doi.org/10.5902/2179460X74111

Edição

Seção

Meteorologia

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