| dc.description.abstract | Resumo: Os principais objetivos deste trabalho são investigar experimentalmente e teoricamente o processo de secagem de erva-mate (Ilex paraguariensis) e a operação de extração de compostos solúveis de folhas desidratadas desta planta. No que se refere à secagem, a investigação é focada no desenvolvimento de um sensor capaz de inferir a umidade das folhas na descarga de secadores de esteira contínuos, ou seja, a variável controlada do processo, de modo a permitir a aplicação de estratégias de controle adequadas para esta importante variável operacional. Um modelo empírico, baseado em leituras dinâmicas de temperatura da fase sólida do secador, é aplicado para estimar a umidade das folhas de erva-mate. A estratégia de controle inferencial envolve um controlador proporcional-integral-derivativo (PID), o qual manipula a velocidade da esteira para manter a umidade de descarga das folhas entre 0,024 e 0 034 (base seca). Um conjunto de aproximadamente 2000 resultados experimentais de temperatura e umidade foi empregado no ajuste dos parâmetros do modelo de inferência. Estes dados foram obtidos a partir de ensaios em secadores operando em batelada, onde folhas de erva-mate com umidades na faixa de 0,14 a 1,70 (base seca) eram submetidas à secagem com ar quente a temperaturas entre 70 e 120°C por i ntervalos de até 9600 s. Respostas de temperatura e umidade, em malha aberta e fechada, foram obtidas em um secador de esteira por simulação com um modelo dinâmico, o qual foi representado por um sistema de equações diferenciais parciais derivado de balanços de energia e de massa de água na fase sólida do secador. A validade do sensor virtual e da estratégia de controle inferencial foi confirmada com base nestas simulações, as quais consideravam perturbações aleatórias na temperatura e na umidade de alimentação. xperimentos de extração também foram realizados para investigar a cinética de infusão de folhas de erva-mate em extratores operando em batelada. O efeito da temperatura na taxa de extração de compostos solúveis foi examinado no intervalo de temperatura de 18 a 80°C envolvendo fr agmentos de folhas de erva-mate com diâmetros equivalentes entre 4,9´10-4 e 5,7´10-4 m. Nestas condições de operação foram calculados coeficientes de difusão dos sólidos solúveis da ordem de 10-12 – 10-13 m2 s-1. A influência dos fatores investigados e a cinética de extração foram corretamente reproduzidas com dois modelos simplificados de transporte de massa, classicamente reportados na literatura para repr sentar a variação de fração mássica de sólidos solúveis em processos de extração. | pt_BR |
