Título: AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SIMULAÇÃO DEM DAS SEMENTES DE MAMÃO SECAS E ÚMIDAS
Título alternativo: Evaluation of DEM Simulation Parameters of Dry and Wet Papaya Seeds
Autoria de: Gabriel Diniz Alves
Orientação de: Suellen Mendonca Nascimento
Presidente da banca: Suellen Mendonça Nascimento
Primeiro membro da banca: Isabele Cristina Bicalho
Segundo membro da banca: Tiago José Pires de Oliveira
Palavras-chaves: Fluidodinâmica Computacional, Secagem, Discrete Element Method, SJKR, Mamão
Data da defesa: 16/12/2024
Semestre letivo da defesa: 2024-2
Data da versão final: 28/01/2025
Data da publicação: 28/01/2025
Referência: Alves, G. D. AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SIMULAÇÃO DEM DAS SEMENTES DE MAMÃO SECAS E ÚMIDAS. 2025. 67 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: O mamão é amplamente consumido, mas suas sementes são frequentemente descartadas como resíduo. O óleo extraído dessas sementes tem potencial para as indústrias de cosméticos, farmacêutica e alimentícia, mas o processamento exige secagem para facilitar o transporte e o armazenamento. Devido à alta coesão das sementes úmidas e às variações nas propriedades durante a secagem, ainda são necessários mais estudos sobre os equipamentos utilizados. Simulações com o Método dos Elementos Discretos (DEM) são úteis, pois modelam as interações entre partículas e as forças de coesão adicionais causadas pela água na superfície. Na simulação DEM essas forças de coesão podem ser modeladas como uma força normal adicional. Utilizando o software LIGGGHTS, foram realizadas simulações usando o DEM. Por meio de um Planejamento Composto Central foram variados os parâmetros e analisados os ângulos de repouso estático e dinâmico, para as sementes secas, inicialmente. As forças de coesão causadas pelo efeito da umidade nas simulações foram avaliadas utilizando o modelo SJKR (Simplified JKR - Johnson-Kendall-Roberts). Analisando os coeficientes de atrito estático e dinâmico que representaram o comportamento da semente de mamão secas, encontrou-se os valores coeficiente de atrito estático de 0,8 e dinâmico de 0,4. Como esses valores foram altos em relação aos parâmetros normalmente encontrados para grãos na literatura, analisou-se o efeito da não esfericidade. A adição da não esfericidade, apesar de conseguir representar bem os resultados para ângulo de repouso estático, não conseguiu reproduzir o comportamento dinâmico. Com isso, concluiu-se que os altos coeficientes de atrito estão ligados à alta rugosidade da semente e não à sua forma. Por fim, a análise do coeficiente de coesão indicou que um valor de energia de coesão de 105.000 Jm³ conseguiu reproduzir o comportamento da semente de mamão úmida em um teste de ângulo de repouso e representou bem as forças capilares existentes devido a umidade.
Abstract: Papaya is widely consumed, but its seeds are often discarded as waste. The oil extracted from these seeds has potential for the cosmetic, pharmaceutical, and food industries, but processing requires drying to facilitate transportation and storage. Due to the high cohesion of wet seeds and the variations in their properties during drying, further studies on the equipment used are still needed. Simulations using the Discrete Element Method (DEM) are useful as they model the interactions between particles and the additional cohesive forces caused by water on the surface.In the DEM simulation, these cohesion forces can be modeled as an additional normal force. Using the LIGGGHTS software, simulations were performed using DEM through a Central Composite Design, varying parameters and analyzing the static and dynamic resting angles for the dried seeds initially. The cohesion forces caused by the moisture effect in the simulations were evaluated using the SJKR model (Simplified JKR - Johnson-Kendall-Roberts). By analyzing the static and dynamic friction coefficients that represented the behavior of the dried papaya seed, static friction was found to be 0.8 and dynamic friction 0.4. Since these values were high compared to the parameters typically found for grains in the literature, the effect of non-sphericity was analyzed. The addition of non-sphericity, although it managed to represent the results well for the static resting angle, was not able to reproduce the dynamic behavior. Thus, it was concluded that the high friction coefficients are related to the high roughness of the seed and not its shape. Finally, the analysis of the cohesion coefficient indicated that a cohesion energy value of 105.000 Jm³ was able to replicate the behavior of the wet papaya seed in a resting angle test and represented well the capillary forces due to moisture.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Gabriel Diniz Alves e Universidade Federal de Lavras
Baixar arquivo