ESTIMATIVA DE PARÂMETROS E DISCRIMINAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS DE ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO DE AMÊNDOAS DE CACAU SUBMETIDAS À SECAGEM CONVECTIVA

Sergio Henrique Gomes Da Silva Lima; Maria Fernanda Leite Alcantara; Pedro Henrique De Souza Vargas; Maurício Cordeiro Mancini; Vinícius Barroso Soares

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Trabalho

DOI

10.29327/9786527223023.1315741

Título do Trabalho

ESTIMATIVA DE PARÂMETROS E DISCRIMINAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS DE ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO DE AMÊNDOAS DE CACAU SUBMETIDAS À SECAGEM CONVECTIVA

Autores

Sergio Henrique Gomes Da Silva Lima
Maria Fernanda Leite Alcantara
Pedro Henrique De Souza Vargas
Maurício Cordeiro Mancini
Vinícius Barroso Soares

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Química

Data de Publicação

27/03/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1315741-estimativa-de-parametros-e-discriminacao-de-modelos-matematicos-de-isotermas-de-equilibrio-de-amendoas-de-cacau-

ISBN

978-65-272-2302-3

Palavras-Chave

Amêndoas de Cacau, Secagem Convectiva, Isotermas de Equilíbrio, Discriminação de Modelos

Resumo

As amêndoas de cacau apresentam relevância dentre os produtos de exportação, em 2024 as exportações de cacau em pó, manteiga e pasta de cacau ultrapassaram 45 mil toneladas, além de ser fonte de renda para muitos agricultores. Os métodos de secagem têm grande utilidade na preservação de grãos por longos períodos, uma vez que a presença de água promove atividade microbiana, levando à degradação do material. Desta forma, o conhecimento das isotermas de equilíbrio termodinâmico é fundamental para o projeto de secadores, a modelagem e a simulação destes equipamentos, visando prever o comportamento e garantir uma produção de qualidade. Esse estudo tem como objetivo discriminar o melhor modelo matemático para descrever as isotermas de equilíbrio das amêndoas de cacau quando submetidas à secagem convectiva nas temperaturas de 30 ºC, 40 ºC e 50 ºC. As amostras de cacau passaram por uma série de etapas para determinar experimentalmente a atividade de água (aw) e a umidade de equilíbrio (Yse) nas respectivas temperaturas. Com os resultados experimentais obtidos a partir destes processos, foi realizada a estimativa de parâmetros de diversos modelos matemáticos e a discriminação daquele que melhor prevê a umidade de equilíbrio das amêndoas de cacau em condições de secagem convectiva. Nove modelos matemáticos foram avaliados, quais sejam: Halsey Original, Halsey Modificado I, Halsey Modificado II, Oswin Original, Oswin Modificado, Smith Original, Smith Modificado, Copace Original e Copace Modificado. O programa estatístico R foi utilizado para a estimativa dos parâmetros dos modelos avaliados e o cálculo de alguns dos critérios de discriminação aplicados nesta pesquisa. Diversas sub-rotinas de regressão não linear foram implementadas no programa R, uma para cada modelo, todas baseadas na rotina Nonlinear Least Squares – nls(), disponível na biblioteca de funções do programa R, que realiza a estimativa não linear de parâmetros pelo método de mínimos quadrados. Além dos parâmetros que melhor ajustam os modelos aos dados experimentais, as sub-rotinas também calculam os valores preditos da umidade de equilíbrio, o desvio relativo médio (DRM%) e o coeficiente de determinação (R2), com opção de gerar os gráficos de valores preditos versus valores observados e de distribuição de resíduos para cada modelo avaliado. Para discriminar o modelo mais adequado, alguns indicadores devem ser levados em consideração, sendo eles a significância dos parâmetros, baixos valores de desvio relativo médio e maiores valores do coeficiente de determinação. Na discriminação dos modelos, observou-se que os modelos modificados, que levam em conta a dependência da temperatura na predição da umidade de equilíbrio, não tinham todos os parâmetros significativos, não podendo, portanto, ser aplicados como modelos de predição, sendo descartados com base neste primeiro critério de discriminação. Além disso, com essa informação, constatou-se que o comportamento do grão permanece o mesmo independente da temperatura, diferentemente de todos os outros produtos vegetais que o LSP - Laboratório de Sistemas Particulados da UFRRJ já estudou, como a maçã e larvas de mosca por exemplo. Para aqueles em que todos os parâmetros são significativos, os resultados obtidos foram: Halsey Original – DRM = 8,39 %, R2 = 0,9595; Oswin Original – DRM = 7,06 %, R2 = 0,9718; Smith Original – DRM = 6,08 %, R2 = 0,9779; Copace Original – DRM = 6,70 %, R2 = 0,9771, sendo o modelo Smith Original o que melhor descreve a isoterma das amêndoas de cacau. Desta forma, conclui-se que as amêndoas de cacau representam um caso excepcional, dentre os estudados no LSP/UFRRJ, pois não se observa influência da temperatura e que o modelo Smith Original pode ser utilizado como ferramenta para a predição da umidade de equilíbrio das amêndoas de cacau, na faixa de condições experimentais avaliadas neste trabalho.

Título do Evento: XII Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2025) & VI Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2025)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital
DOI

Como citar

LIMA, Sergio Henrique Gomes Da Silva et al.. ESTIMATIVA DE PARÂMETROS E DISCRIMINAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS DE ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO DE AMÊNDOAS DE CACAU SUBMETIDAS À SECAGEM CONVECTIVA.. In: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1315741-ESTIMATIVA-DE-PARAMETROS-E-DISCRIMINACAO-DE-MODELOS-MATEMATICOS-DE-ISOTERMAS-DE-EQUILIBRIO-DE-AMENDOAS-DE-CACAU-. Acesso em: 28/05/2026