info:eu-repo/semantics/article
Numerical simulation of the temperature distribution of coffee stored in cooled and natural environments
Simulação numérica da distribuição de temperatura de café armazenado em ambientes resfriados e naturais
Registro en:
10.5902/2179460X74111
Autor
Andrade, Ednilton Tavares de
Rezende, Renan Pereira
Borém, Flávio Meira
Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da
Oliveira, Filipe da Silva de
Rios, Paula Almeida
Institución
Resumen
The storage of agricultural products is of great importance in maintaining product quality between harvest and commercialization. The use of numerical and computational techniques, such as the finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD), allows the analysis and simulation of systems that involve heat transfer, as is the case of grain storage. A computational model based on these techniques that satisfactorily represents a real system was used to test and to analyze decision alternatives without the need for real experimentation. In this study, we sought to study the behavior of the temperature of a mass of stored mocha coffee beans by using computational techniques, as requested by the private sector. The coffee was stored for 6 months in two types of environments: a cooled environment between 15 and 18 °C by using an air temperature control equipment used for artificial cooling and a natural environment. A computational model was developed to simulate the heat transfer process for both types of storage. In the comparison of the temperature distribution during storage from simulation results and for experimental results, an overall mean relative error of 2.34% was obtained for coffee stored in a natural environment, and that of 5.74% was obtained for coffee stored in a cooled environment. O armazenamento de produtos agrícolas é de grande importância para manter a qualidade do produto entre a colheita e a comercialização. A utilização de técnicas numéricas e computacionais, como o método dos elementos finitos (FEM) e a fluidodinâmica computacional (CFD), permite a análise e simulação de sistemas que envolvem transferência de calor, como é o caso do armazenamento de grãos. Um modelo computacional baseado nessas técnicas que representa satisfatoriamente um sistema real foi utilizado para testar e analisar alternativas de decisão sem a necessidade de experimentação real. Neste trabalho, buscou-se estudar o comportamento da temperatura de uma massa de grãos de café mocha armazenados por meio de técnicas computacionais, conforme solicitado pelo setor privado. O café foi armazenado por 6 meses em dois tipos de ambientes: ambiente refrigerado entre 15 e 18 °C por meio de equipamento de controle de temperatura do ar utilizado para resfriamento artificial e ambiente natural. Um modelo computacional foi desenvolvido para simular o processo de transferência de calor para ambos os tipos de armazenamento. Na comparação da distribuição de temperatura durante o armazenamento de resultados de simulação e de resultados experimentais, um erro relativo médio global de 2,34% foi obtido para o café armazenado em ambiente natural e de 5,74% foi obtido para o café armazenado em ambiente refrigerado.