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MODELAGEM MATEMÁTICA DA SECAGEM DE BANANA POR DIFERENÇAS FINITAS
Guilherme Cunha Silva, Gabriel Lopes Rocha, Moyses Naves Moraes

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


A banana é uma hortaliça no qual possui um alto grau de deterioração, no entanto, visando um produto com maior tempo de conservação, menor degradação enzimática, oxidativa e isentos de refrigeração, é necessário que esta passe por um processamento. Sendo a secagem uma opção de baixo custo e de baixos índices tecnológicos, é um processo que remove a umidade do meio por meio da transferência de calor e de massa. Essas transferências são descritas pelas Lei de Fourier e pela Segunda Lei de Fick, respectivamente. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático da banana passa pelo método das diferenças finitas, possibilitando entender o comportamento durante o processo de redução do teor de água, proporcionando assim conhecimento para o desenvolvimento ou aperfeiçoamento de equipamentos de secagem. As formulações matemáticas constituem de equações diferenciais parciais (EDP’s) com condições de fronteira de Dirichlet e/ou de Neumaan. Tratando-se a modelagem matemática como a área do conhecimento que descreve matematicamente um fenômeno, existem inúmeros métodos numéricos utilizados para encontrar a solução de uma equação diferencial. O método utilizado neste trabalho é o de Diferenças Finitas, e dessa forma, essa metodologia se baseia em transformar o problema num sistema de equações algébricas, usando para isso aproximações das derivadas que aparecem na equação, por diferenças finitas. Dessa forma, foi possível desenvolver o processo de secagem de fatias de banana através da modelagem numérica transiente da transferência simultânea de calor e massa. Para isso foi utilizado o software Octave para a implementação do algoritmo obtido pelo Método das Diferenças Finitas aplicado às equações que modelam o problema físico. Por fim, houve dificuldade em implementar o algoritmo para predizer as propriedades de umidade e temperatura no Software Octave, pois pequenas perturbações iniciais podem ter ocorrido, na qual levaram a grosseiras modificações na solução do problema. Em investigações futuras será estudado a estabilidade e convergência de alguns métodos de diferenças finitas que aproximem a solução do modelo matemático aplicado.


Palavras-chave


Banana, secagem, modelagem matemática e diferenças finitas.