Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To study the dispersion of the coffee fruits during the drying, a vibrated tray drier
with recycle was used. The dryer consists basically of four sections: drying vertical tunnel,
vibration system, system of warm air supply to the drying tunnel and recycle system of
coffee fruits. The drying tunnel contains four perforated trays through which the coffee
fruits and air flow out, in cross flow. The coffee fruits drying was carried out using two
experimental design, where the studied variables were, for the first design: coffee fruits
temperature (40; 45 and 50ºC); mass of coffee fruits (11.5; 12.5 and 13.5 kg) and air mass
rate (7; 8 and 9 kg air/min); the varieties of coffee fruits were: Acaiá, Catuaí and Mundo
Novo; and for the second design: mass of coffee fruits (10; 12 and 14 kg) and air mass rate
(7; 8 and 9 kg air/min), with coffee fruits temperature around 45ºC and the coffee variety
Mundo Novo. For the first experimental design, the coffee fruits temperature only
influenced significantly the drying time, where the largest temperature level reduces in
26.77 h the drying time. For the second experimental design, the studied variables were not
significant on drying time. Coffee fruit sphericity, density, sticky decreased with the
decrease of the moisture content. With reference to the quality of coffee grain, the best
operational conditions were obtained with greater coffee fruits mass and air mass rate. The
coffee fruits flow in the drying tunnel is promoted by vibration of the trays coupled to
electromagnetic vibrators. The vibration amplitude was determined by an accelerometer
connected to a signal conditioner and an analogical oscilloscope. The vibration amplitude
decreased with the reduction of the coffee fruits moisture content due to the shrinkage and
decrease of the mass, sticky, density and particle size coffee fruits. The coffee fruits mass
rate and the residence time distribution were determined (RTD), during the drying. At the
end of the drying, the flow occurs with easiness due to: absence of sticky of the coffee
fruits; decrease of the particle mass and particle vibration damping decrease, due to particle
rigidity acquired in the drying. The dispersion coefficient (Ez) was determined by Taylor
Dispersion Model, Free Dispersion Model and Modified Free Dispersion Model. For the
great majority of the experiments, the model that better fitted the experimental data (greater
coefficient of correlation) was the model of the Modified Free Dispersion. The dispersion
coefficient (Modified Free Dispersion) ranged from 1.31×10-4 to 68.67×10-4 m2/s. The
Péclet number ranged from 1.15 to 31.00. / Para estudar a dispersão dos frutos de café durante a secagem, utilizou-se um
secador de bandejas vibradas com reciclo. O secador consiste basicamente de quatro
seções: túnel vertical de secagem, sistema de vibração, sistema de injeção de ar aquecido no
túnel de secagem e sistema de reciclo dos frutos de café. O túnel de secagem contém quatro
bandejas perfuradas por onde escoam os frutos de café e o ar, em fluxo cruzado. A secagem
dos frutos de café foi realizada utilizando-se dois planejamentos experimentais, onde as
variáveis estudadas foram, para o primeiro planejamento de secagem: temperatura dos
frutos de café (40; 45 e 50ºC); massa de frutos de café alimentada (11,5; 12,5 e 13,5 kg) e
vazão de ar de secagem (7; 8 e 9 kg ar/min), a variedade dos frutos de café foram: Acaiá,
Catuaí e Mundo Novo; e para o segundo planejamento de secagem: massa de frutos de café
(10; 12 e 14 kg) e vazão de ar (7; 8 e 9 kg ar/min), mantendo-se a temperatura dos frutos
em 45ºC e a variedade Mundo Novo. Para o primeiro planejamento somente a temperatura
dos frutos influenciou significativamente o tempo de secagem, onde o maior nível de
temperatura reduz em 26,77 h o tempo de secagem. Para o segundo planejamento as
variáveis estudadas não foram significativas para o tempo total de secagem dos frutos de
café. Durante a secagem ocorre encolhimento dos frutos de café, diminuição da
esfericidade, da pegajosidade, da densidade aparente e aumento da área superficial
específica com a diminuição do conteúdo de umidade dos frutos de café. Em relação à
qualidade do grão de café, as melhores condições operacionais foram obtidas com maior
massa e maior vazão de ar de secagem. O escoamento do café no túnel de secagem é
promovido pela vibração das bandejas acopladas a vibradores eletromagnéticos. A
amplitude de vibração foi determinada por um acelerômetro acoplado a um condicionador
de sinal e a um osciloscópio analógico. A amplitude vibracional diminuiu com a
diminuição da umidade dos frutos de café devido ao encolhimento e à diminuição da
massa, da pegajosidade, da densidade e do diâmetro dos frutos de café. Durante a secagem
foram determinadas a vazão mássica dos frutos de café e a distribuição do tempo de
residência (DTR). Ao final da secagem, o escoamento dos frutos de café ocorre com maior
facilidade devido a: ausência de pegajosidade dos frutos de café; diminuição da massa das
partículas e redução do amortecimento da vibração dos frutos de café devido à rigidez
adquirida na secagem. O coeficiente de dispersão (Ez) foi determinado pelos modelos da
Dispersão de Taylor, da Dispersão Livre e da Dispersão Livre Modificado. Para a grande
maioria dos experimentos, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais (maior
coeficiente de correlação) foi o Modelo da Dispersão Livre Modificado. O coeficiente de
dispersão dos frutos de café variou de 1,31×10-4 a 68,67×10-4 m2/s. O número de Péclet
variou de 1,15 a 31,00. / Doutor em Engenharia Química
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15067 |
| Date | 28 August 2006 |
| Creators | Sfredo, Marilia Assunta |
| Contributors | Limaverde, Jose Romário, Finzer, Jose Roberto Delalibera, Valduga, Alice Teresa, Romero, Javier Telis, Burjaili, Mauro Marques |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFU, BR, Engenharias |
| 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 UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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