Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The modelling of heat and mass transfer between the air and soybean seeds in moving bed dryers is based on the application of mass and energy balances equations for both solid and fluid phases (two phases model). In the development of these equations, some classic hypotheses are assumed, such as flat air velocity profiles and constant physico-chemical parameter along the bed, among others. The main goal of this thesis was to discuss the validity of these assumptions in concurrent moving bed dryer modelling. For so much, several equations of bed porosity and air velocity distribution were considered and compared with experimental data. This study verified that non-flat fluid velocity profiles are significant in beds with reason dT /dp = 13, 3. The equation that best represented the experimental data was the Fahien e Stankovich (1979) equation. This equations was incorporated to the two phases model. Through comparisons between the experimental data and the simulated responses it was possible to verify the significant influence of the air velocity distribution in the drying process. The influences of some physico-chemical parameters of the model were also analyzed through sensitivity studies using experiment design and derivative methods using the code DASPK 3.0. The model presented large absolute sensitivity to the perturbations of the parameter specific heat of the dry air (Cpf ). This means then that small variations in the value of this parameter have strong influence in the results obtained by the model. / A modelagem da transferência de calor e massa entre o ar e sementes de soja em secadores de leito deslizante é baseada na aplicação das equações de balanço de massa e energia para as fases sólida e fluida (modelo a duas fases). No desenvolvimento destas equações, algumas hipóteses clássicas são assumidas, tais como perfil plano de velocidade do ar e parâmetros físico-químicos constantes ao longo do leito, dentre outras. O principal objetivo desta dissertação foi discutir a validade destas considerações no modelo do secador de leito deslizante com escoamentos concorrentes. Para tanto, diversas equações de distribuição de porosidade do leito e de velocidade do fluido foram consideradas e comparadas com dados experimentais. Este estudo verificou que perfis não planos de velocidade do ar são significativos em leitos com razão dT /dp = 13, 3. A equação que melhor representou os dados experimentais foi a equação de Fahien e Stankovich (1979), sendo a mesma incorporada ao modelo a duas fases. Através de comparações entre dados experimentais e respostas simuladas foi possível verificar a influência significativa da distribuição da velocidade do ar no modelo de secagem. As influências de alguns parâmetros físico-químicos do modelo também foram analisadas através de estudos de sensibilidade por planejamento de experimento e pelo método das derivadas usando o código DASPK 3.0. O modelo apresentou maior sensibilidade absoluta à perturbação do parâmetro calor específico do ar seco (Cpf ). Isto significa então que pequenas variações no valor deste parâmetro têm forte influência nos resultados obtidos pelo modelo. / Mestre em Engenharia Química

A presença de clorofila e/ou seus derivados em óleos provenientes da extração de grãos verdes reduz sua estabilidade oxidativa, confere coloração escura indesejável e diminui a velocidade do processo de hidrogenação, sendo que a sua remoção, eleva o custo da refinação. Da mesma forma, a presença do pigmento reduz o valor comercial dos grãos, levando a prejuízos na comercialização, frente ao enorme volume de exportação brasileira. A retenção da clorofila em sementes oleaginosas, tais como a soja e a canola, pode ocorrer em condições de colheita prematura, que é utilizada para evitar perdas e quebras da safra. A degradação da clorofila é função do estádio de maturação, do teor de umidade e da temperatura de secagem. O pigmento pode ser degradado em condições de secagem lenta à temperatura ambiente, enquanto a utilização de secagem rápida em estufa resulta na retenção da cor verde. Porém, a influência de fatores extemos no mecanismo de degradação da clorofila ainda não está totalmente esclarecida. Não está claro se a via de degradação química ocorre independentemente, ou concomitante à via enzimática e também ainda não estão elucidados quais produtos são formados quando os grãos são submetidos à secagem rápida. Neste trabalho investigou-se a degradação da clorofila e o aparecimento de seus derivados durante a maturação de três cultivares brasileiras de soja, colhidas em seis estádios de maturação e secas em três temperaturas: 25°, 40° e 75°C. Os pigmentos foram extraídos com acetona 80%, identificados por HPLC e confirmados por espectrometria de massa por dessorção de plasma. Tanto na maturação no campo, como na secagem a 25°C, o mecanismo de degradação parece ocorrer por via enzimática, possivelmente mediada por oxigenases, com formação de compostos incolores. A 40°C, houve retenção da cor verde e o mecanismo parece ocorrer por duas vias: enzimática, mediada por clorofilases, evidenciada pelo acúmulo de derivados defitilados e química, evidenciada pelo acúmulo de feofitinas. A 75°C, observou-se também o acúmulo de clorofila e feofitina, provavelmente pela inativação de todas as enzimas e o favorecimento da feofitinização. A degradação completa da clorofila somente pode ser obtida se a soja for colhida a partir do estádio R7. Para evitar a retenção de clorofila e garantir a qualidade dos grãos para a comercialização, sugerimos a colheita em R8, com secagem rápida ou lenta. Se for necessário antecipar a colheita, a secagem deve ser conduzida a temperaturas inferiores a 40°C. / The presence of chlorophyll or their derivatives in edible oils from green seeds decreases its oxidative stability, produces an undesirable color and impairs the hydrogenation process. Besides that, it reduces the commercial value of the crops. The removal of pigments from the crude oils by absorption imposes increasing costs of refining. The maintenance of green color in soybean seeds arises primarily from the common practice of early swathing in order to hasten the harvesting process and to reduce shattering losses. The rate of degreening depends on the stage of maturity, the initial moisture content and the drying temperature. The pigment can be degraded by ambient air drying, whereas fast drying with hot air results in the retention of the green color. Despite this, little is known about the influences of external conditions on the pathways of chlorophyll degradation. It is not c1ear whether the chemical route takes place independently or in addition to an enzymatic pathway, nor is it clear which breakdown products could be accumulated when seeds are submitted to fast drying. Studies on three Brazilian cultivars were performed over the whole maturation period by analyzing chlorophyll and its derivatives produced under three drying conditions: ambient temperature (25°C) and fast drying in oven at 40° and at 75°C with circulating air. Pigments were extracted with 80% acetone and were isolated by HPLC and analyzed by plasma desorption mass spectrometry (PDMS) to confirm their identities. During maturation on the field, as well as drying at 25°C, the degradation route showed to occur mainly enzymatically, probably mediated by oxygenases with formation of colourless compounds, as no further color pigments had been detected. At 40°C, both degradation processes seem to take place: enzymatic, probably mediated by chlorophyllase, with the appearance of small amounts of chlorophyllides and pheophorbides; and chemical, demonstrated by high leveis of pheophytins. At 75°C we observed also high levels of chlorophylls and pheophytins, probably due to inactivation of all enzymes, supporting pheophytinization. In order to avoid retention of chlorophyll and to guarantee marketing quality of seeds, we suggest harvesting at stage R8, followed by fast or slow drying. When it is necessary to hasten swathing, the drying should be performed at temperatures below 40°C, otherwise the seed quality could be compromised.