Simulação da difusão multicomponente durante a desidratação osmótica em maçã: determinação dos coeficientes de difusão pelo método simplex

Resumo

A perda de água e o ganho de açúcar foram modelados durante o processo de desidratação osmótica de cilindros de maçã. A transferência de soluto para a fruta e de água para a solução, foi modelada com base na 2ª Lei generalizada de Fick para difusão simultânea e resolvida por meio do método de elementos finitos utilizando o software COMSOL Multiphysics 3.2. Os coeficientes de difusão principais e cruzados, a relação entre o coeficiente de transferência de massa e o de condutividade mássica bem como o número de Biot foram determinados na simulação com a aplicação do método de otimização simplex por meio da minimização dos desvios percentuais. O valor dos desvios entre os dados experimentais e simulados foi de 5,76% para a sacarose e 2,95% para a água. A simulação, desprezando o número de Biot, indicou que a resistência externa pode ser desconsiderada no fenômeno de transferência de massa estudado. O sistema desenvolvido para simular a difusão da água e do soluto permitirá o controle e a modulação do conteúdo de açúcar nos cilindros de maçã.