Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1410495 bytes, checksum: 297a35ec22dfac08098347ad18406247 (MD5) Previous issue date: 2010-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Drying is one of the most widely used commercial processes for the preservation of agricultural products, whose maximum objective is to maintain its qualities. On the other hand, for the optimal design and control of processes and equipments it is necessary a clear understanding of the involved phenomena and the transport properties of the product being handled. In this sense two mathematical models were developed, in the configuration of an infinite plane plate, with the aim of studying the process of drying food. The first model was based on Fick's second law, to model the process of mass transfer, treated by the Classical Integral Transform Technique (CITT). The second model was developed for the analysis of the simultaneous heat and mass transfer using the equations of Luikov, where the distributions of temperature and moisture content inside the food were obtained following the formalism inherent to the Generalized Integral Transform Technique (GITT). In both models, the thermophysical properties are considered constant. The results obtained in the two models were compared and found that they are able to describe the process of drying food. The influence of thermophysical parameters relating to the simultaneous heat and mass transfer was also analyzed. The accuracy of the calculations of a heat and mass balance depends on the precision as that is known the properties of the product and the choice of reliable data for these properties is an important part to any careful analysis engineering. Thus, an inverse problem of parameters estimation, for the mass transfer, was solved through the Levenberg-Marquardt's minimization algorithm. The results obtained through the solution of the inverse problem for the effective mass diffusivity are the same order magnitude of those reported in the literature. Key words - food drying, Fick law, Luikov, GITT, inverse method. / A secagem é um dos processos comerciais mais usados na conservação de produtos agropecuários, cujo objetivo máximo é a manutenção de suas qualidades. Por outro lado, para o dimensionamento e controle ótimos dos processos e dos equipamentos é necessário um claro entendimento dos fenômenos envolvidos e das propriedades de transporte do produto que está sendo manuseado. Neste sentido, foram desenvolvidos dois modelos matemáticos, na configuração de uma placa plana infinita, com o objetivo de se estudar o processo de secagem de alimentos. O primeiro modelo foi baseado na segunda lei de Fick, para modelar o processo de transferência de massa, tratado através da Técnica da Transformada Integral Clássica (CITT). O segundo modelo foi desenvolvido para a análise da transferência simultânea de calor e massa usando-se as equações de Luikov, onde as distribuições de temperatura e teor de umidade no interior do alimento foram obtidas segundo os formalismos inerentes à Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). Em ambos os modelos as propriedades termofísicas são consideradas constantes. Os resultados obtidos nos dois modelos foram comparados e constatou-se que os mesmos são capazes de descrever o processo de secagem de alimentos. Avaliou-se também a influência dos parâmetros termofísicos referentes à transferência simultânea de calor e massa. A exatidão dos cálculos de um balanço de calor e massa depende da precisão com que se conhecem as propriedades do produto e, a escolha de dados confiáveis dessas propriedades é uma parcela importante para qualquer análise cuidadosa de engenharia. Desta forma, um problema inverso de estimação de parâmetros, para a transferência de massa, foi resolvido através do algoritmo de minimização de Levenberg-Marquardt. Os resultados obtidos através da solução do problema inverso para a difusividade efetiva de massa são da mesma ordem de grandeza dos reportados na literatura.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T18:15:38Z No. of bitstreams: 1 JOÃO EVENGELISTA FRANCO DO CARMO - TESE PPGEP 2004..pdf: 13516762 bytes, checksum: 33bf0662ac61f4207b1e60cdd226b66d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T18:15:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO EVENGELISTA FRANCO DO CARMO - TESE PPGEP 2004..pdf: 13516762 bytes, checksum: 33bf0662ac61f4207b1e60cdd226b66d (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / CNPq / Uma solução numérica da equação de difusão que descreve a transferência de calor e massa no interior de esferóides oblatos incluindo encolhimento, considerando condição de contorno convectiva e propriedades constantes ou variáveis é apresentada. A solução é obtida utilizando-se o método de volumes finitos para discretizar a equação. Vários resultados do teor de umidade médio e temperatura dentro do esferóide são apresentados e analisados. Resultados simulados foram ajustados a dados experimentais de secagem de lentilhas e valores para as propriedades de transporte que caracterizam o processo de secagem são encontrados. Foram feitas anáUses dos efeitos da geometria do corpo, do encolhimento e da secagem em multipasses (têmpera), no fenômeno de difusão de umidade. Os resultados obtidos são consistentes e o modelo matemático apresentado pode ser utilizado para resolver problemas de difusão em sólidos com geometria que varia desde um disco circular até uma esfera, incluindo o esferóide oblato. / A numerical solution of the diffusion equation that describes the heat and mass transfer inside oblate spheroidal solids including shrinkage, considering convective boundary condition and constant or variables properties is presented. The solution is obtained by using the finite volumes method to discretize the diffusion equation. Several results of the moisture content and temperature inside of the spheroid are presented and analyzed. Simulated results were adjusted to the experimental data of drying of lentils and values for the transport properties that characterize the drying process were found. Analysis of the effects of the body shape, shrinkage and multipasses drying (tempering), on the moisture diffusion phenomenon weredone. The obtained results are consistents and the mathematical model presented can be used to solve diffusion in solids with geometry that varies from a circular disk to a sphere, including the oblate spheroidal solids.