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CFD modelling of diffusive-reactive transport of ozone gas in rice grains
(Biosystems Engineering, 2019-03) Silva, Marcus Vinicius de Assis; Martins, Márcio Aredes; Faroni, Leda Rita D'Antonino; Vanegas, Jaime Daniel Bustos; Sousa, Adalberto Hipólito de
The search for alternatives to the use of chemical products to control insect pests in stored grains has stimulated the development of new techniques that allow the maintenance and preservation of grain quality without posing risks to people and the environment. One of these alternatives is the use of ozone gas (O3) as a fumigant, mainly due to its oxidising and biocidal characteristics. To investigate the transport mechanisms involved in the flow of the O3 gas through rice grains, the CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis was used, and from this evaluation, it was possible to predict the decomposition reaction constant and the O3 effective diffusion coefficient. In the experiment, grains were submitted to fumigation process in a prototype adapted from a diaphragm cell. Data on the ozone gas concentration were collected from a monitoring point immediately above the grain layer every 10 min. Parallel to the experimental procedure, the modelling of the O3 gas flow using the CFD technique was performed. The adjustment parameters input to the CFD model were the effective diffusion and the decomposition reaction constant of the O3 gas in the rice grains. The estimated diffusivity value (1.0 × 10−6 m2 s−1), and decomposition reaction constant (0.00167 s−1) are of the same order of magnitude of several other gases for agricultural grains.
Influência do inseto-praga sitophilus zeamais (motschulsky) (coleoptera-curculionidae) na taxa respiratória e na perda de matéria seca durante o armazenamento de milho
(Engenharia na agricultura, 2008-07) Alves, Wederson M.; Faroni, Leda Rita D'Antonino; Alencar, Ernandes Rodrigues de; Paes, Juliana Lobo
Em decorrência das perdas que ocorrem durante o período de armazenamento de grãos, objetivou-se com este trabalho quantificar a perda de matéria seca dos grãos de milho armazenados e infestados com Sitophilus zeamais, em diferentes condições de temperatura do ar ambiente, através da determinação da taxa respiratória pela produção de CO 2 . Neste trabalho, foram utilizados grãos de milho da variedade BRS 3060, provenientes da EMBRAPA/CNPMS (Sete Lagoas, MG). Logo após a colheita, os grãos infestados com o inseto-praga, na proporção de 10 insetos por quilo de produto, foram armazenados dentro de recipientes, que permitiam a troca gasosa. Estes foram então, colocados em câmara do tipo BOD às temperaturas de 20, 25, 30, 35 e 40 °C. Para a determinação da produção de CO 2 e conseqüente perda de matéria seca, nos intervalos de zero, 30, 45, 60, 90, 120 e 150 dias, os grãos de cada tratamento foram distribuídos em frascos de vidro, com volume igual a 800 mL, os quais foram mantidos hermeticamente fechados durante 24 horas. Após este intervalo, 5 mL de ar intergranular foi removido do interior dos frascos e injetado em um analisador de fluxo segmentado com detecção condutimétrica. Por meio da leitura obtida, da porosidade da massa de grãos, da curva-padrão do sistema e da equação dos gases perfeitos foram determinadas a taxa respiratória e a perda de matéria seca dos grãos de milho. A análise dos dados e a interpretação dos resultados obtidos, nas condições específicas deste trabalho, permitiram concluir que: o sistema em uso (analisador em fluxo bissegmentado) forneceu dados que permitiram o acompanhamento da taxa respiratória dos grãos e mostrou-se sensível para tal; a umidade dos grãos e a temperatura de armazenamento influenciam diretamente a taxa respiratória; as maiores taxas respiratórias e as maiores perdas de matéria seca devido à respiração dos grãos foram observadas para os grãos armazenados nas condições em que o inseto-praga se desenvolveu, ou seja, às temperaturas de 20, 25 e 30 °C.