Simulação Da Secagem Da Soja Com Coeficiente De Difusão Variável

Abstract

A soja necessita ser desidratada após a colheita para diminuir o risco de deterioração e aumentar o tempo de armazenagem. A modelagem matemática desse processo é importante para a simulação de novas condições operacionais. Com o objetivo de avaliar o perfil da umidade com o tempo de secagem, propõem-se nesse trabalho duas estratégias numéricas para a solução da segunda lei de Fick com coeficiente de difusão variável. Ressalta-se que como este coeficiente é uma função não linear da umidade, a equação que rege a secagem não possui solução analítica. A primeira estratégia consiste em derivar a equação na direção radial empregando a regra do produto e então discretizá-la nesta direção por Diferenças Finitas. Na segunda estratégia, a equação original é discretizada diretamente na direção radial, sendo que para isto são empregadas interpolações lineares para o cômputo das propriedades entre dois pontos da malha. Em ambas as estratégias, após a discretização na direção radial, tem-se um sistema de EDO que é integrado no tempo software Matlab. As simulações são realizadas, utilizando-se as condições experimentais reportadas por Barrozo et al. (2006), que resolve o modelo por Colocação Ortogonal. Os resultados são comparados com dados experimentais e com a solução numérica convergida. Estas comparações indicam que as duas estratégias são eficientes na simulação da secagem da soja, entretanto a primeira estratégia proporciona uma convergência mais rápida. Porém, nesta primeira estratégia, todo o procedimento de determinação das equações discretizadas deve ser refeito, caso se deseje empregar uma nova correlação para o coeficiente de difusão, o que não acontece na segunda estratégia.