Avaliação de modelos matemáticos na descrição das curvas de secagem por convecção de Pectis brevipedunculata (Gardner) Sch. Bip. / Assessment of mathematical models for the description of Pectis brevipedunculata (Gardner) Sch. Bip. convective drying curves

RESUMO

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de selecionar, dentre cinco modelos matemáticos, aquele que melhor descreve as curvas experimentais de secagem da parte aérea de P. brevipedunculata. Os testes foram realizados em protótipo de secador de leito fixo, em camada delgada, a 30, 40 e 50°C, com fluxo mássico de ar seco de 0,27 e 0,54 kg s-1 m-2. O grau de ajuste dos modelos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação, da raiz do erro quadrático médio, do erro percentual absoluto médio, do chi-quadrado reduzido, pela análise de dispersão de resíduos, e considerando o princípio da parcimônia. O modelo exponencial simples de três parâmetros foi o que melhor representou as curvas experimentais de secagem podendo ser utilizado com segurança na simulação do processo em camada espessa. Embora o modelo de Lewis não tenha sido capaz de descrever as curvas de secagem com grau de acurácia satisfatório, observou-se que a relação funcional entre a constante de secagem k e a temperatura, pode ser representada pela equação de Arrhenius.

ABSTRACT

The aim of this study was to select, among five mathematical models, the one that best describes the experimental drying curves of the shoot of P. brevipedunculata. Tests were conducted in a thin-layer prototype laboratory drier, at 30, 40 and 50°C, employing a dry air mass flow rate of 0.274 and 0.542 kg s-1 m-2. The goodness of fit of the models was assessed based on correlation coefficient, root mean square error, mean absolute percentage error, reduced chi-squared, residual plot analysis, and taking into account the principle of parsimony. The model that best described the experimental drying curves was the simple-exponential, three-parameter model, which can be safely used to simulate the deep-bed process. Although the Lewis model was found not to produce accurate predictions of the drying curves, an Arrhenius-type equation represents the relationship between the drying constant k and the temperature.