As perdas pós-colheita de frutas e hortaliças podem ser reduzidas se práticas adequadas desde a colheita até a sua comercialização forem adotadas, para tanto é necessário não só o conhecimento dos processos fisiológicos do produto, mas também uma infra-estrutura e logística de distribuição adequada. O uso indiscriminado de produtos químicos para erradicação de pragas e doenças na lavoura e no período pós-colheita está sendo substituído com sucesso por métodos que não causem danos ao homem nem ao meio ambiente, razão por que tratamentos físicos (aplicação de calor, frio ou radiação ionizante) estão sendo amplamente pesquisados. Foram avaliados, neste trabalho, alguns parâmetros relacionados à qualidade física e fisiológica de goiabas Pedro Sato, após a imersão de frutos íntegros em água a temperatura de 47 °C, durante 6 min, e armazenadas a 8 e 22 °C, com umidade relativa média igual a 89%. Observou-se de maneira geral, que o tratamento hidrotérmico proposto, promoveu retardamento na perda de massa e na firmeza da polpa durante o período de armazenamento mas não se constatou ascensão climatérica na produção de CO2 e etileno.

Post harvest losses of fruits and vegetables could be reduced if appropriate practices after the harvest until its commercialization are adopted. For this, not only knowledge of the physiological processes of the product is necessary, but also an adequate infrastructure and distribution logistic. The indiscriminate use of chemical products for eradication of plagues and diseases in the cultivation and also in the post harvest period is being substituted successfully by methods that do not cause harm to human beings or to the environment, reasons for which physical treatments (application of heat, cold or ionized radiation) are being intensively investigated. Some parameters related to physical and physiologic quality of the guava "Pedro Sato", were determined in this research, after complete immersion of the fruits in hot water at a temperature of 47 °C during 6 min, and stored at 8 and 22 °C, with medium relative humidity equal to 89%. It was observed that the hot water treatment, in a general way, promoted retardation in the mass loss and the firmness during the storage period, but did not cause a climacteric ascension in the production of CO2 and ethylene.

Teve-se o objetivo de desenvolver um modelo matemático por meio de análise de elementos finitos, utilizando o programa computacional ANSYS®, versão 5.7, para otimizar o projeto de máquina recolhedora de frutos de café no terreiro. A modelagem da máquina foi realizada com base no levantamento das características aerodinâmicas dos frutos de café e da vazão de ar necessária para o transporte pneumático dos frutos. Foram obtidas, experimentalmente, as pressões estáticas nos dutos da máquina, sendo esses valores comparados com os resultados determinados pelo programa ANSYS, no intuito de validar o modelo. Com base nos resultados numéricos obtidos, concluiu-se que a modelagem desenvolvida apresentou resultados próximos aos determinados experimentalmente, obtendo erro relativo médio nos valores simulados de pressão de 9,2%. Por meio da modelagem, identificaram-se faixas de pressão que dificultariam o transporte pneumático dos frutos de café em alguns pontos da máquina. Esses problemas foram corrigidos e, com isso, o fluxo de ar proporcionado pelo ventilador foi suficiente para succionar os frutos de café no terreiro e transportá-los para dentro do reservatório da máquina. A modelagem desenvolvida atendeu às necessidades propostas no trabalho para o recolhimento dos frutos de café utilizando transporte pneumático eficientemente.

The objective of this work was the development of a mathematical model by finite element analysis, using the software ANSYS®, version 5.7, to optimize the design of a machine which collects coffee fruits on a yard. The machine modeling was based on the aerodynamic characteristics of coffee fruits and on the air flow necessary to pneumatically transport the coffee fruits. The static pressures on the machine ducts was obtained experimentally and these values were compared with the results obtained by the software ANSYS to validate the modeling. Based on the results, it was concluded that the modeling using the software ANSYS had similar results to the ones obtained experimentally, with a relative mean error of 9.2% for the simulated pressure values. Through the modeling, it was identified pressure ranges that would make the coffee fruits pneumatic transport more difficult, at some parts inside the machine. These problems were corrected and the air flow supplied by the fan was sufficient to collect coffee fruits on the ground by suction. The developed modeling fulfilled the requirements of this work which was to collect coffee fruits on the yard using pneumatic transport efficiently.

Determinaram-se, neste trabalho, expressões para descrever: (1) variações da massa específica, aparente e real, e porosidade do café (coco e despolpado) em função do teor de umidade do produto e (2) o comportamento dos valores de resistência ao fluxo de ar em colunas de café (coco e despolpado) em função do teor de umidade do produto, intensidade do fluxo e profundidade na coluna. Para café despolpado, as massas específicas, reais e aparentes, e porosidade, são funções lineares do teor de umidade; massas específicas aumentam com o teor de umidade do produto e a porosidade diminui. Para café coco (passa), as duas massas específicas são funções quadráticas do teor de umidade do produto. A porosidade é, praticamente, independente do teor de umidade do produto; para os mesmos teores de umidade: os valores das duas massas específicas do café em coco são inferiores aos do café despolpado; os valores de porosidade do café em passa são superiores àqueles para o café despolpado. Em termos de comportamento dos valores da pressão estática na coluna do produto, conclui-se que a pressão no café despolpado é sempre maior que no passa, para todas as profundidades e para o produto, nos três teores de umidade.

In this study expressions to describe (1) variations of unit and bulk density and porosity of the coffee (dried cherry and pulped) as a function of the product moisture content and (2) the behavior of the values of airflow resistance in coffee columns (dried cherry and pulped) as a function of the product moisture content, airflow intensity and depth in the coffee column were investigated. For pulped coffee, unit and bulk density and porosity are linear functions of moisture content; densities increase with the product moisture content while the porosity decreases. For dried cherry coffee: unit and bulk densities are quadratic functions of the product moisture content that present minimum values in the moisture content range investigated. The porosity is, practically, independent of the product moisture content; for the same moisture contents: the unit bulk density values of dried cherry coffee are smaller than those for pulped coffee; the porosity values of dried cherry coffee are greater than those for the pulped coffee. In terms of the behavior of the static pressure values in the product column, it was observed that the pressure in the pulped coffee is always larger than in the dried cherry coffee for all the column depths and three moisture contents.

A distribuição de ar em uma massa de grãos de milho submetida a um processo de aeração, foi obtida, neste trabalho, através de simulações em que se empregou a técnica de elementos finitos. O produto (13% b.u.) encontrava-se armazenado em silo metálico provido de dutos circulares para aeração. A massa de grãos foi considerada um conjunto de regiões (resistências distribuídas) que oferecem diferentes resistências ao escoamento de ar nas direções horizontal e vertical (anisotropia). O modelo para distribuição de ar no silo foi validado por meio de experimentos, usando-se condições idênticas às simuladas com um fluxo de ar de 0,0157 m³ s-1 m-2. A distribuição de ar proveniente das simulações, indicou a existência de zonas de baixa velocidade na massa de grãos situadas, na sua parte inferior, próximas ao centro do silo e à sua parede. As velocidades do ar na superfície da massa de grãos, simuladas e experimentais, tenderam a ser uniformes. A utilização da técnica de elementos finitos para a predição da distribuição do fluxo de ar, em silos providos de sistema de aeração, mostrou-se satisfatória e envolveu um erro relativo médio de 6,9%.

In this work the finite element technique was used to obtain the air distribution in a mass of corn kernels submitted to an aeration process. The product (13% w.b.) was stored in metallic bin provided with a circular duct aeration system. The mass of grains was considered as being composed of regions (distributed resistances) that offer different resistances to the airflow in the horizontal and vertical directions. The model for air distribution in the bin was validated through experiments under similar conditions to the simulated ones with 0.0157 m³ s-1 m-2 airflow. The simulated air distribution indicated the existence of zones of low air velocities in the mass of grains located at the base of the bin (close to the center and to the wall of the bin). The simulated and experimental air velocities on the surface of the mass of grains showed a uniform tendency. The use of the finite element technique for the prediction of the airflow distribution in bins with aeration system was satisfactory and it involved a mean relative error of 6.9%..

Este trabalho apresenta um método alternativo para a determinação de velocidades terminais e de forças de arrasto em frutos de café, ao se variar o teor de umidade do produto e sua configuração geométrica (esférica e elíptica). Especificamente, investigou-se a aplicabilidade da técnica de elementos finitos para a obtenção de: (a) forças de arrasto no produto, usando-se valores experimentais das dimensões do fruto e de sua velocidade terminal e (b) velocidades terminais do produto, empregando-se valores experimentais das dimensões do fruto e de seu peso. A técnica dos elementos finitos mostrou-se ferramenta eficiente para simular velocidades terminais e forças de arrasto em frutos de café submetidos a um fluxo de ar. Independente do teor de umidade dos frutos, os valores simulados para a velocidade terminal e para força de arrasto no produto considerado elíptico são, estatisticamente, iguais àqueles determinados experimentalmente. Os erros relativos médios, envolvidos no valores simulados para a velocidade terminal do produto, em cada um dos teores de umidade, não foram superiores a 7,5 e 13,6% para o produto considerado elíptico e esférico, respectivamente.

This work presents an alternative method for terminal speed and drag force determinations for coffee fruits with different moisture contents and geometric configurations (spherical and elliptic). Specifically, the use of the finite element technique was investigated for obtaining: (a) product drag forces using experimental values of the fruit dimensions and its terminal velocity and (b) product terminal velocity using experimental values of fruit dimensions and weight. The use of finite element technique was shown to be an efficient tool to simulate terminal velocity and drag force on coffee fruits submitted to airflow. Independent of the fruit moisture content, simulated and experimental values for the terminal velocity and drag force did not differ statistically when the product was considered elliptic. For each product moisture content, the mean relative errors involved in the simulated values of terminal velocity were not superior to 7.5 and 13.6% for the fruits considered elliptic and spherical, respectively.

Neste trabalho, estudou-se a variação de temperatura e de umidade em uma massa de grãos de milho armazenada em um silo, durante a aeração do produto, determinando-se o tempo de aeração requerido para se obter uma diferença de temperatura de 3 ºC entre a massa de grãos e o ambiente externo do silo. Inicialmente, os grãos de milho armazenados foram aquecidos utilizando-se equipamentos para aquecimento e umidificação do ar insuflado na massa. O processo de aeração foi realizado com fluxo de ar de 0,0157 m³ s-1 m-2 e, com o auxílio de um sistema de aquisição de dados e termopares, registraram-se as temperaturas em diversos pontos da massa de grãos, localizados radialmente a diferentes distâncias horizontais e verticais nas direções norte, sul, leste, oeste. Amostras do produto foram retiradas periodicamente, durante o resfriamento, para determinação da umidade. A redução de temperatura na massa de grãos dependeu da localização do produto no interior do silo, enquanto as maiores reduções de temperatura foram detectadas no produto localizado nas regiões sul e leste, e as menores, nas regiões norte e oeste que, de início, continham o produto em temperaturas mais baixas. A maior redução na temperatura da massa de grãos ocorreu entre 24 e 48 h de aeração. Um tempo de aeração de aproximadamente 70 h, foi necessário para que a diferença de temperatura entre a massa de grãos e o ambiente externo ao silo fosse igual a 3 ºC.

The temperature and moisture content variations in corn kernels stored in a bin during an aeration process are presented in this work. The aeration time requirements were determined to obtain a temperature difference of 3 ºC between the mass of grains and the external environment. The temperature of the stored grains was increased by submitting the product to a forced flow of moist and pre-heated air before the aeration. Airflow of 0.0157 m³ s-1 m-2 was used in the aeration process. Temperatures were recorded at several points inside the grain mass with the aid of thermocouples connected to a data acquisition system. The points were located radially at different horizontal and vertical distances on the North, South, East and West directions. Samples of the product were collected periodically during the process for moisture content determination. The temperature reduction in the mass of grains depended on the location of the product inside the bin. The largest temperature reductions were detected for the product located at South and East, and the smallest for the product at North and West (initially with lower temperature). The largest reduction in the temperature of the mass occurred between 24 and 48 h of aeration. An aeration time of approximately, 70 h was necessary to obtain a 3 ºC temperature difference between the mass of grains and the external environment.

No desenvolvimento de máquinas de separação movidas a fluxos de ar, o conhecimento da velocidade terminal de um produto e das impurezas associadas é de importância fundamental. Neste trabalho, investigou-se o comportamento dos valores da velocidade terminal de frutos de café (variedades Catuaí e Híbrido Timor) em função dos parâmetros (a) estádio de maturação do produto na colheita ("verde" e "cereja"); (b) época de colheita; (c) variedade; (d) teor de umidade dos frutos e (e) número de frutos contidos na amostra usada para as determinações da velocidade. A análise dos resultados mostrou que os valores das velocidades terminais foram influenciados, significativamente, pelo teor de umidade do produto, estádio de maturação dos frutos e tamanho das amostras usadas nas determinações; entretanto, a época de colheita e a variedade dos frutos não se mostraram como parâmetros importantes nas determinações da velocidade terminal do produto. Relações funcionais entre parâmetros adimensionais, usando-se análise dimensional e o teorema Pi de Buckingham, foram também obtidas e são apresentadas neste trabalho; por outro lado, essas relações fornecem estimativas razoáveis para a velocidade terminal de um fruto, em função das velocidades de flutuação determinadas, experimentalmente, para amostras com um número maior de frutos.

The knowledge of the terminal velocity of a product is of fundamental importance in the development of separation machines using airflows. The behavior of the values of the terminal velocity of coffee fruits (varieties Catuaí and Hybrid Timor) was investigated in this work as a function of following parameters: (a) maturation level of the coffee at the harvesting ("green" and "cherry" fruits); (b) harvesting time; (c) variety; (d) moisture content of the fruits and (e) number of fruits in the sample used for the determinations of the terminal velocity. Analysis of the results showed that the values of the terminal velocity were significantly influenced by the moisture content of product, fruit maturation level and size of the samples used in the determinations. However, the harvesting time and the fruit variety did not present as important parameters in the terminal velocity determinations. Functional relationships among dimensionless parameters, using dimensional analysis and the Buckingham Pi theorem were also obtained and presented in this work. These relationships may be used to estimate the terminal velocity of one fruit when experimental data from the fluctuation velocity of samples with a larger number of fruits are known.

As condições necessárias para a realização de ensaios de compressão em frutos de café visando à obtenção de resultados confiáveis das forças envolvidas no colapso do produto, foram investigadas neste trabalho e determinados os requerimentos de forças, deformações e energias para o colapso do material sob compressão. As variáveis independentes investigadas foram: presença do pedúnculo no fruto, velocidade de compressão, grau de maturação dos frutos e posição do produto durante a compressão. Os frutos testados encontravam-se em três estádios de maturação: 'cereja', 'verdoengo' e 'verde'. As análises dos resultados mostraram que, para se ter um erro menor ou igual a 10% na estimativa das forças de colapso do produto, são necessárias amostras de, pelo menos, cinqüenta frutos. Os valores das forças, deformações específicas e energias, para o colapso de frutos 'cereja', não foram afetados pela presença do pedúnculo no produto. A velocidade de compressão parece não influenciar nos valores das grandezas investigadas; já a posição do produto, ao ser comprimido, e o estádio de maturação do fruto, mostraram ser variáveis significativas.

Basic conditions required to obtain accuracy on the values of forces for collapse of coffee fruits under compression tests were investigated. The requirements of force, strain and energy up to the collapse point of the material were also determined. The independent variables investigated were: presence of peduncle; compression velocity; product maturation stage and fruit orientation during the compression. The fruits tested were at three maturation stages (classified by color): 'cherry', 'green' and one named 'verdoengo' (stage somewhere between cherry and green). Analysis of the results showed a sample size requirement of, at least, fifty fruits to estimate the collapse forces with an error less than 10%. The values of forces, strains and energies up to the collapse of 'cherry' fruits were not influenced by the presence of peduncle on their surfaces. Also the compression velocity seems to have no influence on the collapse parameters investigated. On the other hand, fruit orientation and product maturation stage were found to affect the values of force, strain and energy up to the fruit collapse.

Determinaram-se, neste trabalho, os módulos de deformidade de frutos de café em diferentes estádios de maturação, identificados pela coloração "verde", "verdoengo" e "cereja", obtidos para o produto comprimido em diferentes velocidades, segundo três orientações. A velocidade de compressão tem influência nos valores dos módulos dos frutos, a variação do valor do módulo do fruto com a velocidade de compressão é diferenciada de acordo com o estádio de maturação do produto e a orientação do fruto de café durante a compressão parece afetar muito pouco os valores dos módulos de deformidade do produto "verde"; entretanto, para frutos nos outros estádios de maturação, a posição de compressão é um parâmetro relevante. Para todas as posições de compressão, os valores do módulo de deformidade do fruto "verde" foram superiores aos dos frutos "cereja" e aos do produto "verdoengo"; enfim, os módulos dos frutos "cereja" sempre foram menores que os do "verdoengo".

Values for modulus of deformity of coffee fruit at different maturity stages, named by their coloration as "green", "verdoengo" and "cherry", were determined in this work. The values were obtained for the product compressed along three different directions and submitted to different compression speeds. The speed influenced the value of the fruit modulus. The variation of the value of the fruit modulus with the compression speed was differentiated according to the stage of maturity. The fruit orientation during the compression seems to have very little effect on the deformity modulus of the "green" product, however, for the fruits in the other maturity stages. The compression position was an important parameter. For all compression positions, the modulus values of the "green" fruit were higher than those for "cherry" and "verdoengo" fruits. The modulus values of the "cherry" fruits were always smaller than those for the "verdoengo".

A passagem de um fluido através de um leito fixo de partículas encontra-se presente nos procedimentos de aeração e de secagem de uma massa de grãos, usados para a conservação da qualidade do produto. Neste trabalho, usando-se a técnica de elementos finitos, modelou-se a queda de pressão estática em um leito recheado de grãos de canola Iciola-41 (Brassica napus L. var. olifera) submetido a diferentes fluxos de ar. Utilizando-se um processo de otimização, determinou-se a permeabilidade do leito aos diferentes fluxos de ar. Os resultados de queda de pressão utilizando-se a técnica de elementos finitos, quando comparados com resultados provenientes de alguns modelos clássicos, foram os que apresentaram melhor desempenho. O erro relativo, usando-se a técnica de elementos finitos, variou na faixa 0,7 - 24,3% e, para todas as simulações, o erro foi igual a 5,3%.

The flow of a fluid through a porous medium occurs during the aeration and drying stages of a mass of grains, used for the product quality conservation. In this work, using the finite element technique, the variation of the static pressure in a bed of rapeseed Iciola-41 (Brassica napus L. var. olifera) submitted to different airflows was modeled. Through an optimization process, the permeability of the bed to the different airflows was also determined. The results of the finite element analysis, when compared with those obtained from some classical models, presented the best performance. The relative error using the finite element technique varied in the range 0.7 - 24.3% while the relative error for all simulations was approximately equal to 5.3%.

Neste trabalho investigou-se a viabilidade de se obter o módulo de compressão de grãos de milho, utilizando-se dados experimentais de força versus tempo, provenientes de testes de impacto, juntamente com uma análise estrutural elástica do processo. Os módulos de elasticidade foram determinados para grãos, a diferentes teores de umidade, submetidos a impactos de diferentes velocidades, e obtidos por um processo de otimização por meio da técnica de elementos finitos. Dois tipos de módulo foram avaliados: (a) um módulo efetivo para todo o grão e (b) um módulo para cada uma das três regiões, com diferentes características, segundo as quais o grão foi dividido. O teor de umidade e a velocidade de impacto influenciaram nos valores dos módulos. Módulos para grãos a 13,4% base úmida (b.u.) foram maiores do que para aqueles a 20,0% b.u. A análise realizada (elástica) mostrou-se ser mais adequada na obtenção de módulos de elasticidade de grãos a 13,4% b.u.; neste teor, os grãos apresentam características elásticas mais pronunciadas que quando a 20,0% b.u. e, nos grãos com altos teores de umidade, as características viscoelásticas tornam-se predominantes.

In this study the viability of obtaining the corn compression modulus through an elastic structural analysis was investigated using force versus time data from grain impact tests. The moduli of elasticity of shelled corn at different moisture contents submitted to various impact velocities were determined. The moduli were obtained through an optimization process using the finite element technique. Two kinds of modulus were obtained: (a) an effective modulus for the grain and (b) a modulus for each one of the three regions, with different characteristics, in which the grain was divided. The moisture content and the impact velocity affected the modulus values. The moduli values for grains at 13.4% wet basis (w.b.) were higher than those for grains at 20.0% w.b. The analysis used for the modulus seems to be more adequate for grains at 13.4% w.b. The grains at this moisture content present elastic characteristics while those at 20.0% w.b. present a viscoelastic behavior.