Modelagem e validação da hidratação de grãos de soja

Abstract

A quem a correspondência deve ser enviada. RESUMONeste trabalho desenvolveu-se um modelo fenomenológico de parâmetros concentrados para a hidratação de grãos de soja, obtido a partir de um balanço de massa em regime transiente nos grãos, levando em consideração a variação do diâmetro destes ao longo do processo. Os resultados das simulações deste modelo foram comparados com as previsões de modelos empíricos encontrados em literatura. Tanto o modelo fenomenológico quanto os modelos empíricos foram validados frente a dados experimentais de hidratação de grãos de soja, obtidos neste trabalho nas temperaturas de 10, 20, 30, 42 e 49°C. Todos os modelos representaram as principais tendências do processo de hidratação, a partir do ajuste dos seus parâmetros para cada temperatura. Entretanto, o modelo fenomenológico foi o que apresentou menores desvios em relação aos dados experimentais. Adicionalmente, foi proposto um modelo fenomenológico generalizado. soja; hidratação; modelagem; simulação. Palavras-chave: SUMMARY MODELING AND VALIDATION OF SOYA BEAN HYDRATION. A first principle model with lumped parameters was developed for the hydration of soya beans. A transient mass balance was applied to the soya beans taking into consideration the variation of the bean diameters during the process. Simulation results were compared to the empirical models available in the literature and with experimental data. Both the first principle and empirical models were validated by the experimental data that were obtained for the temperatures of 10, 15, 20, 30, 42 and 49°C. All models were able to represent the main data trends of the hydration process, after adjustment of their parameters for each temperature. However, the first principle model has the smallest deviations in relation to the experimental data. In addition, a generalized first principle model was proposed.

Novo modelo de parâmetros concentrados aplicado à hidratação de grãos

“…O equipamento utilizado neste trabalho foi o mesmo utilizado por COUTINHO et al 4 e consiste em uma caixa de isopor com 0,39 m de comprimento, 0,25 m de largura, 0,17 m de altura e 0,05 m de espessura, ilustrado na Figura 1.…”

“…Entretanto, neste trabalho e em COUTINHO et al 4 , aplicou-se o conceito de um coeficiente de transferência de massa aparente, K s , definido por uma equação similar (Equação 12), no desenvolvimento do modelo matemático, Equação 2. …”

“…Dentre os estudos desenvolvidos com modelos fenomenoló-gicos, podem-se destacar os trabalhos de HSU 5-6 e COUTINHO et al 4 . HSU 5 propôs um modelo fenomenológico de parâmetros distribuídos, obtido a partir de um balanço de massa diferencial num grão de soja, admitindo forma esférica de diâmetro constante, e representado por uma equação diferencial parcial resolvida numericamente.…”

“…Posteriormente, HSU 6 estudou a influência da temperatura na difusão de água em grãos de soja utilizando o modelo desenvolvido anteriormente, obtendo boa concordância com dados experimentais da hidratação. Ao contrário de HSU 6 , COUTINHO et al 4 desenvolveram um modelo de parâmetros concentrados que leva em conta o aumento do diâmetro ao longo do processo de hidratação. Esta variação do diâmetro foi obtida experimentalmente e é independente da temperatura de hidratação.…”

“…Os modelos de parâmetros concentrados não contemplam variações espaciais das propriedades físicas no sistema, enquanto que os de parâmetros distribuídos normalmente as representam, podendo, ambos, ser utilizados para simular o comportamento do grão durante a hidratação. Entretanto, via de regra, é difícil medir os perfis de umidade no interior dos grãos, o que dificulta a validação dos modelos de parâmetros distribuídos e limita a sua utilização.Dentre os estudos desenvolvidos com modelos fenomenoló-gicos, podem-se destacar os trabalhos de HSU 5-6 e COUTINHO et al 4 . HSU 5 propôs um modelo fenomenológico de parâmetros distribuídos, obtido a partir de um balanço de massa diferencial num grão de soja, admitindo forma esférica de diâmetro constante, e representado por uma equação diferencial parcial resolvida numericamente.…”