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Previous issue date: 2007-09-05 / O encolhimento é um das razões principais para a redução de qualidade durante a
secagem de alimentos, pois promove perda nas características de permeabilidade ao solvente e os
torna instáveis e quebradiços, sendo ambos os efeitos indesejáveis. Para entender e minimizar
este problema, o objetivo deste trabalho foi a realização de um estudo experimental, modelagem
matemática e simulação da secagem de sistemas simuladores de alimentos, de geometria esférica
e deformáveis, com a consideração da dinâmica do escoamento de fluido na camada limite com
o sólido, a transferência de massa e as tensões mecânicas. Foram executadas experiências de
secagem por convecção forçada para medir a temperatura do sólido e calcular a densidade de
fluxo de massa, fatores de forma e massa específica aparente. Foram obtidas as propriedades
mecânicas do material por meio de testes de compressão, realizados com espécimes cilíndricos
até ruptura. O modelo matemático considera a transferência de massa no interior da amostra,
difusividade efetiva de massa e variável, encolhimento linear e coeficientes convectivos de
transferência de massa médio e local Os campos de tensões e deformações foram obtidos a
partir das equações para o equilíbrio mecânico e a Lei do Hooke, levando em conta o efeito da
transferência de massa e encolhimento. As derivadas espaciais foram aproximadas pelo método
das diferenças finitas e o sistema resultante de equações foi integrado na dimensão temporal pelo
método de Runge-Kutta, usando o Matlab para a solução numérica e a simulação. Os resultados
obtidos mostraram que a degradação física das amostras ocorre para teores de umidade abaixo do
valor crítico. Os modelos matemáticos propostos representaram os perfis de umidade e os
campos de tensões e deformações dentro da amostra e foi possível explicar a evolução de forma
de acordo com os experimentos. Este estudo explica a degradação física dos sistemas
simuladores de alimentos, devido à transferência de massa e ao conseqüente encolhimento, e
assegura a necessidade de incluir um modelo para os campos de tensões e deformações na
modelagem matemática da secagem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/3852 |
| Date | 05 September 2007 |
| Creators | Arrieche, Leonardo da Silva |
| Contributors | Sartori, Dermeval José Mazzini |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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