Resumo: o objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo matemático para um secador industrial de túnel para fi'utas, simulá-Ia e otimizar sua operação considerando a qualidade do produto como restrição principal na formulação do problema de otimização. Os secadores operam em forma semi-contínua e têm carrinhos e bandejas. O período de cada ciclo é determinado fazendo cumprir as especificações da umidade inicial e final do produto, de forma que cada carrinho com um número determinado de bandejas com fruta úmida seja alimentado em ciclos ao túnel enquanto outro que atingiu a umidade final é retirado do outro extremo do túnel. As configurações consideradas no estudo foram concorrente e contracorrente.
O modelo que foi desenvolvido a partir dos balanços simultâneos de calor e massa para a fase sólida e gasosa, tanto para as bandejas (carrinhos) quanto para o túnel, é simples e apropriado para efeitos de otimização onde o tempo computacional é muito importante. O modelo foi aplicado para simular a secagem de uva Itália usando dados experimentais da cinética de secagem, ajustando-se os parâmetros de acordo aos requerimentos das equações do modelo. Os códigos de simulação e otimização foram
desenvolvidosem FORTRAN 90 de Microsoft Fortran PowerStation.
A não linearidade das equações do modelo e da restrição de qualidade da fruta, representada pela degradação de ácido ascórbico, conduziram ao desenvolvimento de um algoritmo para a solução do problema de otimização cuja função objetivo foi minimizar o consumo de energia por unidade de sólido seco, tempo do ciclo e temperatura máxima atingida pela fruta. Os resultados mostram as condições de operação ótimas para um número fixo de carrinhos no túnel e indicam que a configuração contracorrente é mais eficiente quando se avalia os requerimentos de calor por kg de sólido seco para uma degradação de ácido ascórbico aproximadamente constante. Igualmente, que se reduz o consumo de energia em ambas configurações quando comparado aos valores simulados sem otimizar. Ver menos

Abstract: The non linearity of the equations of the model and the quality of the fruit, represented by the ascorbic acid degradation, leaded to develop an algorithm for the solution of the optimization problem which objective function was to minimize the energy consumption, cycle time and maximum temperature achieved by the fruit. Results show the optimal operation conditions for a fixed number of trucks in the tunnel and indicate that countercurrent configuration is more efficient when heat requirements per kg of dry solids is evaluated for approximately constant ascorbic acid
degradation. Furthermore, energy consumption for both configurations is reduced when compared to non optimized simulation results. Ver menos