Estudo experimental e de simulação computacional da secagem de sementes de mamão em leito de jorro

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Amanda Aparecida de Lima
• Orientador(a): Bicalho, Isabele Cristina
• Banca de defesa: Corrêa, Renata de Alquino Brito Lima, Santana, Ricardo Corrêa de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos
• Departamento: Departamento de Ciências dos Alimentos
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Resíduos de mamão; Secador convectivo; Fluidodinâmica computacional; Papaya residues; Convective dryer; Computational fluid dynamics
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia de Alimentos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/50379

O mamão papaia e formosa são amplamente cultivados no Brasil para seu comércio como fruta fresca, produção de geleias, doces, entre outros. Nos seus processamentos há geração de grande quantidade de sementes que possuem como destino o descarte. Ao se tratar de desenvolvimento sustentável, a utilização das sementes poderá contribuir com este, visto que elas podem ter grande utilidade em indústrias farmacêuticas, alimentícias e cosméticas, advinda do óleo das sementes por possuírem alto valor agregado graças a presença de ácidos graxos como o oleico, linoleico, esteárico e palmítico. No entanto, esse resíduo pode conter alta umidade o que contribui para sua degradação rápida e, por isso, é importante que ele passe por uma etapa de secagem. Essa operação pode ser realizada em um leito de jorro, equipamento que se destaca pelas suas altas taxas de transferência de massa e calor que contribuem para uma redução satisfatória da umidade das partículas. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi realizar caracterização das sementes de mamão com e sem exotesta e in natura e seca, investigar experimentalmente a secagem desse material em uma unidade piloto de leito de jorro. Além de estabelecer correlação empírica para a previsão da taxa de secagem da semente de mamão em função dos parâmetros velocidade e temperatura do ar, encontrar a condição que favorece a secagem dentre as condições estudadas e realizar simulações computacionais para investigar as características do escoamento no interior do leito. Primeiramente, foi feita a caracterização física das sementes de mamão por meio da obtenção do diâmetro médio de Sauter, esfericidade, densidade aparente e bulk solta e compactada, porosidade bulk, peso de mil sementes, umidade e ângulo de repouso. Após isso, foram realizados experimentos de secagem em leito de jorro variando-se a temperatura em 40, 50 e 64 °C e velocidade do ar em 21, 34 e 36 m/s. Ademais, com o auxílio de técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) foram realizadas simulações do escoamento no interior do leito. Como resultados, as sementes de mamão in natura sem exotesta apresentaram maior porosidade, menor umidade e melhores condições de manuseio e foram utilizadas nos estudos de secagem. Essa semente foi classificada de acordo com o grau de escoabilidade como sendo de boa fluidez e de acordo com o diagrama de Geldart como pertencentes ao grupo particulado D. A curva característica do leito de jorro apresentou comportamento coerente com o padrão típico e permitiu identificar a velocidade e queda mínima de jorro de 22 m/s e 21 Pa, respectivamente. As simulações computacionais realizadas se mostraram capazes de representar a fluidodinâmica das sementes no interior do leito. No entanto, os valores de queda de pressão experimental e simulados não se mostraram próximos. Além disso, identificou-se que maiores valores de temperatura e velocidade proporcionam maiores taxas de secagem. De maneira geral alcançou-se uma remoção de umidade satisfatória das sementes dentro do pequeno tempo de operação, além da obtenção de um maior entendimento da operação de secagem em leito de jorro proporcionado pelos resultados experimentais e simulados.