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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Desenvolvimento de um dispositivo para simulação térmica e monitoramento de mangas (Tommy Atkins)
Title Alternative: Development of a device for thermal simulation and monitoring of mangoes (Tommy Atkins)
Author: Vasconcelos, Osvaldo Campêlo de Mello, 1988-
Advisor: Teruel Mederos, Barbara Janet, 1966-
Abstract: Resumo: A região do Vale do São Francisco é uma das maiores exportadoras de manga do país, dados de 2017 apontam uma produção de 1.087.091 toneladas de manga, deste total 130 mil toneladas destinadas à exportação e 62 mil toneladas foram destinadas a Europa.No Brasil dentre as variedades existentes, a `Tommy Atkins¿ é a mais consumida, e também a mais exportada. Entre as causas que provocam perdas de frutos após a colheita, está a falta de processos eficientes de resfriamento e armazenamento.O objetivo deste trabalho foi desenvolver um fruto artificial, que simule o comportamento térmico da casca e polpa de mangas, de forma que possa ser utilizado para monitorar a condição térmica de frutos em tempo real após a colheita. Contudo, foram analisados o comportamento térmico de mangas em três estádios de maturação. Em seguida, desenvolveu-se um modelo matemático de predição do tempo de resfriamento de frutos, através da avaliação das características físicas e químicas do fruto. Obteve-se diferentes parâmetros significativos que através da análise de regressão múltipla apresentaram coeficientes de determinação até 0,89. De posse dos modelos matemáticos, avançou-se a pesquisa para construção de casca e polpas artificiais. Dois materiais simularam a casca, poliácido lático com 5% de pó de madeira (PLA Wood) e acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e preenchimento com três doses de ágar 5, 10 e 15% aos quais foram submetidas as condições de tratamento hidrotérmico ou não, e armazenamento refrigerado. Os resultados mais satisfatórios aconteceram com PLA Wood e as diferentes concentrações de ágar. Os coeficientes de determinação foram todos acima de 0,90 para simular termicamente os frutos de manga nos estádios de maturação dois, três e quatro submetidos ou não ao hidrotérmico mais o armazenamento refrigerado. Identificado a escolha dos materiais, deu-se início a fase de eletrônica e software. O fruto artificial foi construído com sensores eletrônicos para monitoramento de umidade do ar externa, temperatura interna e externa. Sensores de captação de temperatura e umidade foram instalados na superfície, sob superfície e centro do fruto artificial. Os dados foram captados por um Arduino nano e enviado para uma Raspiberry PI. Após a avaliação dos dados, comprovou-se a escolha de casca e polpas artificais. Os resultados possuíram coeficientes de determinação de 0,89 a 0,99 em relação ao comportamento térmico dos frutos de manga em três estádios de maturação. Por fim um software foi desenvolvido para captação dos dados da eletrônica embarcada e através de uma interface homem máquina amigável, foi possível a visualização dos dados coletados e confronta-los com dados dos frutos naturais. O fruto artificial após a validação consegue medir, enviar e armazenar dados de temperatura e umidade com precisão mínima de 0,90

Abstract: The region of the São Francisco Valley is one of the largest exporters of mango in the country, the data from 2017 indicate a production of 1.087.091 tonnes of mango, of this total, 130 thousand tons are exported and 62 thousand tons are destined to Europe. In Brazil, among the existing varieties, a "Tommy Atkins" is more consumed, and also more exported. Among the causes that provide fruit losses after harvest is a lack of efficient cooling and storage processes. The purpose of this work was to develop an artificial fruit that simulates the thermal behavior of the skin and flesh of mangoes, so that it can be used to monitor the thermal condition of fruits in real time after harvest. However, the thermal behavior of mangoes was analyzed in three maturation stages. Afterwards, a mathematical model was developed to predict fruit cooling time, through the evaluation of the physical and chemical characteristics of the fruit. Different significant parameters were obtained which, through multiple regression analysis, showed coefficients of determination up to 0.89. With the mathematical models, research for the construction of artificial skin and flesh was advanced. Two materials simulated the mango peel, polyacid lactic acid (PLA Wood) with 5% of wood dust and acrylonitrile-butadiene styrene (ABS) and filling with three doses of 5, 10 and 15% agar were submitted as hydrothermal treatment conditions or not, and refrigerated storage. The most satisfactory results are with PLA Wood and the different agar conscentrations. The determination coefficients were all above 0.90 to thermally simulate the mango fruits in the maturation stages two, three and four, submitted or not to the hydrothermal plus the refrigerated storage. Once the choice of materials was identified, the electronics and software phase began. The artificial fruit was built with electronic sensors to monitor external air humidity, internal and external temperature. Sensors of temperature and humidity capture were installed on the surface, under the surface and center of the artificial fruit. The data were captured by an Arduino nano and sent to a Raspiberry PI. After the evaluation of the data, it was proved the choice of artificial skin and flesh. The results were determination coefficients of 0.89 to 0.99 in relation to the thermal behavior of the mango fruits in three maturation stages. Finally, a software was developed to capture the data of the boarded electronics and through a friendly man machine interface it was possible to visualize the data collected and compare them with natural fruit data. The artificial fruit after validation can measure, send and store temperature and humidity data with an accuracy of at least 0.90
Subject: Manga (Fruta)
Temperatura
Análise térmica
Automação
Software
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: VASCONCELOS, Osvaldo Campêlo de Mello. Desenvolvimento de um dispositivo para simulação térmica e monitoramento de mangas (Tommy Atkins). 2019. 1 recurso online ( 139 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEAGRI - Tese e Dissertação

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