Simulação e controle do sistema de aeração da massa de grãos de soja

Abstract

Diante do fato de que os grãos permanecem por longos períodos armazenados, as variações de temperatura e umidade nestes grãos são os fatores que mais contribuem para a deteriorização do produto e proliferação de pragas, tornando-se necessário um controle rigoroso da temperatura e da umidade durante o armazenamento. Uma das maneiras mais eficazes de realizar este controle é através da aeração tendo esta ampla aplicação na conservação da qualidade de grãos em silos e armazéns graneleiros. O presente trabalho foi realizado com o objetivo geral de desenvolver um sistema de controle para aeração de grãos de soja armazenados com base em dados obtidos experimentalmente retirados da literatura e na simulação do processo. Um modelo unidimensional proposto por Thorpe (2001) para descrever o comportamento de grãos armazenados submetidos à aeração foi implementado e associado a dados experimentais obtidos da literatura, este modelo foi implementado no software MATLAB, as equações foram desenvolvidas com a técnica de diferenças finitas pelos métodos implícito e explicito. Este modelo matemático relaciona as propriedades psicrométricas do ar com as equações de balanço de massa e de energia. A estratégia de controle utilizada para o manejo da aeração tem o objetivo de manter temperaturas uniformes dentro do silo e resfriar a massa de grãos sempre que possível. A massa de grãos foi dividida em várias camadas finas na direção do fluxo de ar (direção vertical) e, assim, o sistema de equações resultante dos balanços de massa e de energia foi resolvido para cada incremento de tempo, de maneira iterativa, para cada camada. Comparando os dados experimentais retirados da literatura Oliveira et. al. (2007) com a simulação pelos métodos implícito e explicito sem controle se mostrou satisfatório os resultados podendo sem resolvido pelos dois métodos tendo uma pequena vantagem o método implícito, pois este é sempre convergente. Já quando foi acionado para a simulação o controle ON/OFF proposto neste trabalho, mostrou-se eficaz e demonstra-se que este controle é de fundamental importância para o manejo e conservação da massa de grãos neste caso específico o soja.