ABSTRACT This study proposes automating an air conditioning system for drying and storing agricultural products. The main objective is to precisely control key parameters of the air, namely temperature, relative humidity, and air velocity, to optimize the drying process. The framework required for constructing and operating the automated air conditioner is explained in detail. Specifically, we describe the conditioning unit, the automation hardware, the control strategies employed to regulate temperature, relative humidity, and air velocity, and discuss the safety measures and human-machine interfaces of the system. Experimental validation of the proposed system is presented, along with results and discussions demonstrating its successful control of drying air parameters across a wide range of desired conditions. products temperature humidity velocity process detail Specifically unit hardware humanmachine human machine presented conditions

RESUMO A colheita dos frutos de café verdes prejudica a qualidade final do produto, portanto devem ser separados dos frutos maduros durante o processamento. Como a proporção de frutos verdes colhidos pode ser alta, necessita-se gerar informações e tecnologias para o manejo adequado a fim de agregar valor aos grãos oriundos dessa categoria de frutos. Objetivou-se avaliar a qualidade dos grãos de café, oriundos de frutos verdes separados durante o processamento por via úmida e descascados após a imersão temporária em água. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos (café cereja descascado e verde manejo tradicional secos em terreiro de concreto, verde imerso descascado e não descascados secos em terreiro de concreto e em terreiro suspenso) e quatro repetições, ao longo da safra de 2018. Após o descascamento da amostra imersa temporariamente, as frações descascadas e não descascadas foram divididas e secas em terreiro suspenso e de concreto. Avaliaram-se o rendimento do descascamento dos frutos verdes e as características físicas e sensoriais dos grãos beneficiados. O rendimento médio do descascamento foi de 62% e permitiu a segregação dos frutos verdes mais desenvolvidos, equiparando-os à qualidade física e sensorial do café cereja descascado.

ABSTRACT The harvest of green coffee fruits affects their quality; they should be separated from the ripe fruits during processing. The proportion of harvested green fruits can be high, requiring information and technologies to adequately manage and add value to coffee beans from this fruit category. The objective of this work was to evaluate the quality of coffee beans from green fruits separated during a wet processing and peeled after temporary immersion in water. A completely randomized design was used, consisting of six treatments (ripe peeled coffee fruits dried on suspended yards, non-peeled green coffee fruits under traditional dry management on a concrete yard, and peeled and non-peeled green coffee fruits temporarily immersed in water and dried on suspended and concrete yards) and four replications, in the 2018 crop season. Samples of coffee beans temporarily immersed in water were peeled and separated into peeled and non-peeled fractions and dried in suspended and concrete yards. The peeling yield of green coffee beans and the physical and sensorial characteristics of the processed coffee beans were evaluated. The mean peeling yield was 62% and allowed the separation of more developed green fruits, equating them to ripe peeled coffee beans regarding physical and sensorial quality.

RESUMO Objetivou-se determinar a influência da temperatura do ar de secagem e da fragmentação dos frutos no rendimento de óleo essencial de pimenta-rosa (Schinus terebinthifolius), ajustar as curvas de secagem e avaliar o consumo energético do processo. O estudo foi conduzido em Viçosa, MG, em maio de 2018. Realizou-se o experimento no delineamento inteiramente casualizado e esquema fatorial 3 x 2 (três temperaturas de secagem e dois tipos de fragmentação do fruto), com três repetições. Foram secos 350 g de frutos inteiros a 50, 60 e 70 °C até atingir teor de água de 0,11 base seca. Para modelagem, 90 g permaneceram no secador até atingir teor de água de equilíbrio. Os dados experimentais de secagem foram utilizados para ajustar 12 modelos matemáticos, cujos desempenhos foram avaliados pelo coeficiente de determinação, erro médio relativo, erro médio estimado e distribuição de resíduos. Após a secagem, extraiu-se o óleo essencial por hidrodestilação com os frutos inteiros ou triturados. Frutos secos a 50 °C e triturados antes da extração tiveram maior rendimento de óleo essencial. A temperatura de 70 °C apresentou menor tempo de secagem e consumo energético. O modelo de Midilli se ajustou satisfatoriamente aos dados, independente da temperatura de secagem.

ABSTRACT The objectives of this work were to determine the effect of the drying air temperature and fruit fragmentation on the essential oil yield of Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius) fruits, to model drying curves, and evaluate the energy consumption of the drying process. The study was conducted in Viçosa, MG, Brazil, in May 2018. The experiment was conducted using a completely randomized design, in a 3 x 2 factorial arrangement (3 drying air temperatures and 2 fruit fragmentation types), with three replications. Whole fruits (350 g) were dried at 50, 60, and 70 °C until the water content reached a water content of 0.11 on dry basis; 90 g of these fruits where kept in the dryer until reaching an equilibrium water content for the modeling. The data of drying were fitted to 12 mathematical models, whose performances were evaluated by the coefficient of determination, mean relative error, mean estimated error, and residue distribution. The essential oil was extracted by hydro-distillation using whole or fragmented fruits. Fruits dried at 50 °C and fragmented before extraction had higher essential oil yield. The use of air temperature of 70 °C resulted in lower drying time and energy consumption. The data fitted to the Midilli model satisfactorily, regardless of the drying air temperature.

RESUMO Este estudo investigou o efeito de um método de secagem com razões intermitentes no tempo efetivo de secagem, consumo específico de energia e rendimento de óleo essencial de folhas de manjericão cravo (Ocimum gratissimum L.). Os testes de secagem foram conduzidos no Laboratório de Pós-colheita de Plantas Medicinais, Aromáticas e Condimentares do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, (20° 46’ 13.5” S; 42° 52’ 23.3” N, e altitude de 665 m) em outubro e novembro de 2017. O experimento foi conduzido usando um esquema fatorial 3 × 4, incluindo três temperaturas de secagem a 50, 60 e 70 °C, com quatro processos de secagem: contínua e as três razões intermitentes seguintes de secagem/repouso em minutos 10/20, 15/15 e 20/10. O delineamento foi inteiramente casualizado e com três repetições. A aplicação da razão intermitente 10/20 reduziu o tempo efetivo de secagem e o consumo específico de energia. Quanto ao rendimento de óleo essencial, o uso da intermitência apresentou resultados diferentes para cada temperatura de secagem; os maiores rendimentos foram observados com secagem contínua a 50 °C e secagem com a razão intermitente 20/10 a 60 °C. Os resultados indicam que a secagem intermitente a 50 °C não é recomendada para preservar o rendimento de óleo essencial.

ABSTRACT This study investigated the effect of a drying method with intermittent ratios on the effective drying time, specific energy consumption and essential oil yield of clove basil (Ocimum gratissimum L.) leaves. The drying tests were conducted at the Postharvest Laboratory of Medicinal, Aromatic and Condiment Plants, from the Departamento de Engenharia Agrícola of the Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil (20° 46’ 13.5” S; 42° 52’ 23.3” W, and altitude of 645 m) in October and November 2017. The experiment was conducted by using a 3 × 4 factorial scheme including three drying temperatures at 50, 60 and 70 °C, with four drying processes: continuous drying and the following three intermittent drying/tempering ratios in minutes: 10/20, 15/15 and 20/10. The design was completely randomized and with three repetitions. The application of the 10/20 intermittent ratio reduced the effective drying time and the specific energy consumption. Regarding the essential oil yield, the use of the intermittence presented different results for each temperature of drying; the highest yields were observed with continuous drying at 50 °C and drying with the 20/10 intermittent ratio at 60 °C. The results indicate that intermittent drying at 50 °C is not recommended to preserve essential oil yields.

RESUMO Neste trabalho, teve-se como objetivo o ajuste de equações que possibilitassem a estimativa do gradiente de pressão estática do ar, quando insuflado em camadas de resíduos orgânicos misturados com diferentes proporções de cama de frango. As medições do gradiente de pressão estática do ar foram realizadas em um protótipo, submetido a vazões específicas, que variaram de 0,02 a 0,13 m3 s-1 m-2, em camadas de bagaço de cana-de-açúcar, palha de café e serragem de madeira, misturadas com cama de frango, nas proporções de 0; 10; 20; 30 e 40% (base volumétrica). Os dados de gradiente de pressão estática do ar e vazão específica ajustaram-se bem aos modelos de Shedd, Hukill & Ives e Hunter, podendo ser utilizados para predizer o gradiente de pressão estática do ar ao ser insuflado em camadas de resíduos orgânicos. Menores valores de gradientes de pressão estática do ar foram obtidos em camadas sem adição de cama de frango e os maiores gradientes obtidos nas camadas constituídas pela mistura com cama de frango, na proporção de 40%.

ABSTRACT This study aimed at fitting equations for estimation of the static pressure gradient of the air flow applied through layers of organic waste mixed with different proportions of poultry litter. Pressure gradient was measured by a specific prototype submitted to discharges between 0.02 to 0.13 m3 s-1 m-2. The measures were taken in layers of sugarcane bagasse, coffee straw and sawdust mixed with poultry litter in ratios of 0, 10, 20, 30 and 40% (at a volume basis). The three models Shedd, Hukill & Ives and Hunter were fitted to the experimental data for prediction of the pressure gradient and the airflow rate. Lower static pressure gradient was observed in layers without poultry litter addition and higher ones were seen in layers with 40% poultry litter.

RESUMO A torrefação é uma das etapas mais complexa do processamento do café devido à transferência simultânea de calor e massa, em que os grãos perdem massa devido à rapidez das mudanças físicas e químicas, necessárias para produzir a cor e o aroma do café comercial. Assim, objetivou-se com este trabalho determinar a cinética da perda de massa dos grãos de café torrados comercialmente em função da temperatura do processo. Foram usadas amostras de 350 g de grãos beneficiados de café arábica com teor de água de 0,1217 kga kg-1. Usou-se um torrador com queima de gás constante e temperaturas iniciais de 285; 325; 345 e 380 °C, que diminuíram durante a operação até equilibrar-se em 255; 285; 305 e 335 °C, respectivamente. A perda de massa foi calculada a partir do peso dos grãos antes e depois da torração, sendo observada uma variação linear dependente diretamente da temperatura do torrador. Para cada temperatura do processo, foi obtida uma taxa constante de perda de massa, que foi relacionada pelo modelo de Arrhenius com r2 acima de 0,98. Em condições não isotérmicas do torrador, a energia de ativação necessária para iniciar a perda de massa, em índices de torração comercial do café, foi 52,27 kJ mol-1.

ABSTRACT Roasting is one of the most complex coffee processing steps due to simultaneous transfers of heat and mass. During this process, beans lose mass because of fast physical and chemical changes that will set color and flavor of the commercial coffee beverage. Therefore, we aimed at assessing the kinetics of mass loss in commercially roasted coffee beans according to heating throughout the processing. For that, we used samples of 350-g Arabica coffee processed grains with water content of 0.1217 kga kg-1, in addition to a continuous roaster with firing gas. The roaster had initial temperatures of 285, 325, 345 and 380 °C, decreasing during the process up to 255, 285, 305 and 335 °C respectively. Mass loss was calculated by the difference between grain weight before and after roasting. We observed a linear variation directly dependent on roaster temperature. For each temperature during the process was obtained a constant mass loss rate, which was reported by the Arrhenius model with r2 above 0.98. In a roaster in non-isothermal conditions, the required activation energy to start the mass loss in a commercial coffee roasting index was 52.27 kJ mol -1.

This work aimed to study the drying kinetics of thyme and subsequent adjustment of different mathematical models to the experimental data and to determine the effective diffusivity and the activation energy. In order to conduct the experiment the temperatures of 30, 40, 50, 60, 70 ºC were used. The experimental design employed was in randomized blocks with three repetitions. For the adjustment of the mathematical models to the experimental data non-linear regression was performed using Simplex-Quasi-Newton method. The results showed that the Page model was the one that promoted the best fit of the experimental data to describe the drying kinetics of the thyme leaves. The values of effective diffusivity coefficients ranged between 3.69 x 10-12 and 1.19 x 10-10 m² s-1 and the value of activation was 77.16 kJ mol-1.

Los objetivos del trabajo fueran estudiar la cinética del secado de tomillo con posterior ajuste de diferentes modelos matemáticos a los datos experimentales y determinar los valores de la difusividad efectiva y energía de activación. Para el desarrollo del experimento de secado fueran utilizadas las temperaturas 30, 40, 50, 60 y 70 oC. El diseño experimental fue de bloques completamente aleatorizados, con tres repeticiones. Para el ajuste de los modelos matemáticos a los datos experimentales fue realizado el análisis de regresión no lineal, por el método Simplex-Quasi-Newton. Los resultados mostraron que el modelo matemático de Page obtuve un mejor ajuste a los datos experimentales, los valores de los coeficientes de difusividad efectiva variaron entre 3,69 x 10-12 e 1,19 x 10-10 m² s-1 y el valor de la energía de activación fue de 77,16 kJ mol-1.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de Rede Neural Artificial para correlacionar os valores resultantes de análises químicas de amostras de café com os valores de sua análise sensorial. As amostras de café utilizadas foram referentes ao café Coffea arabica L., cultivar Acaiá do Cerrado, Topázio, Acaiá 474-19 e Bourbon, coletados na região sul de Minas Gerais. As análises químicas foram de açúcar não redutor e açúcar redutor, sendo a qualidade da bebida avaliada pela análise sensorial. O método de Rede Neural Artificial utilizou os valores das análises químicas como variáveis de entrada e os valores da análise sensorial como valores de saída. A regressão linear múltipla dos valores de análise sensorial, em função dos valores das análises químicas, teve coeficiente de determinação de 0,3106, enquanto o método de Rede Neural Artificial empregado obteve um nível de acerto na classificação dos valores da análise sensorial de 80,00%.

The present study aimed at evaluating the use of Artificial Neural Network to correlate the values resulting from chemical analyses of samples of coffee with the values of their sensory analyses. The coffee samples used were from the Coffea arabica L., cultivars Acaiá do Cerrado, Topázio, Acaiá 474-19 and Bourbon, collected in the southern region of the state of Minas Gerais. The chemical analyses were carried out for reducing and non-reducing sugars. The quality of the beverage was evaluated by sensory analysis. The Artificial Neural Network method used values from chemical analyses as input variables and values from sensory analysis as output values. The multiple linear regression of sensory analysis values, according to the values from chemical analyses, presented a determination coefficient of 0.3106, while the Artificial Neural Network achieved a level of 80.00% of success in the classification of values from the sensory analysis.

As características da secagem de folhas de Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf em camada delgada, foram estudadas para a faixa de temperatura de 30-60 ºC, utilizando-se modelos semi-teóricos e empíricos. O modelo de Midilli foi o que melhor descreveu as curvas de secagem. Os valores da difusividade efetiva variaram de 4 x 10-12a 3,9 x 10-11 m-2 s-1 para a faixa de temperatura avaliada. Os valores obtidos da difusividade efetiva mostraram uma dependência de Arrhenius. O valor da energia de ativação encontrado foi de 63,47 kJ mol- 1.

Thin layer drying characteristics of Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf leaves were studied for the temperature range of 30-60 ºC, using semi-theoretical and empirical models. The Midilli model was found to be the best model for describing the drying curves. The effective diffusivity values ranged from 4 x 10- 12 to 3.9 x 10- 11 m- 2 s- 1 in the studied temperature range. Calculated values of the effective diffusivity showed Arrhenius-type temperature dependence. The activation energy value found was 63.47 kJ mol- 1.