UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
Laboratório de Engenharia de Bioprocessos II
Secagem por convecção natural
Camila...
CAMILA BENINI, FERNANDA LORENA, GABRIELA SILVEIRA, MÁRIO
SÉRGIO LORENÇO
Secagem por convecção natural
Relatório apresentad...
1 INTRODUÇÃO
O processo de secagem é uma das técnicas mais antigas documentadas na literatura
para reduzir a atividade de ...
Figura 1. Comportamento das curvas de secagem/tempo durante um experimento a
propriedades constantes.
A curva (b) represen...
Figura 2: Foto ilustrativa estufa.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
As bandejas de metal vazias foram pesadas antes do experimento...
12 14,21 14,46 14,39
14,35 0,13
15 14,09 14,39 14,33
14,27 0,26
18 13,88 14,36 14,18
14,14 0,24
21 13,74 14,15 14,09
13,99...
143 7,89 9,67 9,96
9,17 1,12
Com posse destes dados foi possível o calculo dos parâmetros fundamentais para
o estudo da se...
24
1,06
1,70 0,31
0,000494028
27
1,16
1,75 0,16
0,00048208
30
1,33
1,72 0,22
0,00049621
33
1,43
1,69 0,21
0,000485102
38
1...
5 CONCLUSÃO
O processo de secagem em estufas é considerado um método simples e barato, no
entanto é um método relativament...
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] FERREIRA, M. M. P.. Desenvolvimento, Caracterização e Secagem de Sementes
com Cobertura A...
Relatório 1-secagem-por-convecção-natural
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Relatório 1-secagem-por-convecção-natural

609 visualizações

Publicada em

Secagem por convecção natural

Publicada em: Engenharia
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
609
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
9
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Relatório 1-secagem-por-convecção-natural

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI Laboratório de Engenharia de Bioprocessos II Secagem por convecção natural Camila Benini Fernanda Lorena Gabriela Silveira Mário Sérgio Lorenço Ouro Branco, 24 de Março de 2015.
  2. 2. CAMILA BENINI, FERNANDA LORENA, GABRIELA SILVEIRA, MÁRIO SÉRGIO LORENÇO Secagem por convecção natural Relatório apresentado ao curso de Engenharia de Bioprocessos na disciplina Laboratório de Engenharia de Bioprocessos II sob responsabilidade do professor Boutros Sarrouh. Ouro Branco, 24 de Março de 2015
  3. 3. 1 INTRODUÇÃO O processo de secagem é uma das técnicas mais antigas documentadas na literatura para reduzir a atividade de água do alimento e melhorar a sua estabilidade, além disso, é responsável pela sua alta perecibilidade do mesmo. Também é aplicado em diversos processos usados em indústrias agrícolas, cerâmicas, químicas, alimentícias, farmacêuticas, de papel e celulose, mineral e de polímeros (KARATHANOS et al. 1999). A secagem por convecção é considerada como um processo simultâneo de transferência de calor e massa, em que a água é transferida por difusão do interior do material para a interface ar-sólido, e da interface para a corrente de ar por convecção. (ARRIECHE, 2003). Dentre os métodos de secagem existentes a secagem convectiva é a mais utilizada. No entanto, este método tem um alto consumo de energia e longos tempos de secagem por causa das baixas condutividades térmicas dos materiais durante o período de taxa decrescente, que dificultam a transferência de calor. Outros métodos de secagem foram desenvolvidos que podem ser usados em conjunto com a secagem por convecção ou de forma independente (MOTEVALI et al. 2011). Este processo envolve dois fenômenos fundamentais, que ocorrem simultaneamente. A transferência de massa ocorre do interior para a superfície do material e subsequente evaporação e a transferência de calor do ambiente que faz com que ocorra a evaporação da umidade superficial. Esta ultima depende das condições externas de temperatura, umidade do ar, fluxo e direção do ar, área e exposição do sólido e pressão. O calor é transferido para o sólido, evaporando o líquido contido na superfície do material e a massa é transferida em fase líquida ou vapor no interior do material, ocorrendo à transferência do vapor da superfície para a vizinhança do sólido. (FOUST et al.1982). A evolução das transferências simultâneas de calor e de massa no decorrer da secagem é denominada como curva de evolução do teor de água do produto (X), curva de sua temperatura (T) e curva da velocidade de secagem (dX/dt), também chamada de taxa de secagem, ao longo do tempo, para um experimento utilizando ar de propriedades constantes. A Figura 1 representa qualitativamente as três diferentes curvas, separadas entre três zonas distintas. A curva (a) representa a diminuição do teor de água do produto durante a secagem (conteúdo de umidade do produto, X = X BS, em relação à evolução do tempo de secagem t); como mostrado também na figura 1.
  4. 4. Figura 1. Comportamento das curvas de secagem/tempo durante um experimento a propriedades constantes. A curva (b) representa a velocidade (taxa) de secagem do produto (variação do conteúdo de umidade do produto por tempo, dX/dt em relação à evolução do tempo t); Por último, a curva (c) representa a variação da temperatura do produto durante a secagem (variação da temperatura do produto, T em relação à evolução do tempo t). (FOUST et al.,1982). A região 1 corresponde ao regime transiente, em que o 4 sistema inicia a operação até que ele chegue ao ponto de regime estacionário, situação representada pela região 2, enquanto a última região. Por último, a zona 3 de regime transiente, é a região em que a temperatura da superfície se eleva e a taxa de secagem cai rapidamente. 2 OBJETIVOS Avaliar a perda de água do algodão, medir a sua massa e partir dos dados obtidos, construir gráfico da massa úmida em função do tempo e da taxa de secagem em função da umidade. 3 METODOLOGIA Utilizando uma balança analítica foram pesadas 5,00 g de algodão, que estavam dispostas em uma bandeja de alumínio. O algodão foi colocado em uma estufa (Figura 2) a 80°C. E então pesagens foram feitas em tempos corridos até a estabilização da massa seca.
  5. 5. Figura 2: Foto ilustrativa estufa. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO As bandejas de metal vazias foram pesadas antes do experimento e suas massas foram de 396,32g - Grupo 1; 395,51g – Grupo 2; 394,64g – Grupo 3. As massas dos pedaços de algodão secos pesadas foram de 5; 5; 5,03g respectivamente, As massas das bandejas com o algodão úmido foram de 410,24; 410,48; 409,52 g. Realizando a subtração desta massa com a massa das bandejas vazias obteve-se a massa referente ao algodão úmido. Ao decorrer do experimento, a massa da bandeja vazia foi descontada a fim de determinar a massa do algodão úmido. Os dados obtidos estão expostos na tabela 1. Tabela 1. Cinética de Secagem. Tempo (Minutos) Massa de sólido úmido (g) Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Média Erro 0 14,92 14,97 14,88 14,92 0,05 3 14,7 14,81 14,75 14,75 0,06 6 14,49 14,72 14,61 14,61 0,12 9 14,34 14,59 14,52 14,48 0,13
  6. 6. 12 14,21 14,46 14,39 14,35 0,13 15 14,09 14,39 14,33 14,27 0,26 18 13,88 14,36 14,18 14,14 0,24 21 13,74 14,15 14,09 13,99 0,22 24 13,55 14,07 13,98 13,87 0,28 27 13,49 13,92 13,88 13,76 0,24 30 13,22 13,78 13,79 13,60 0,33 33 13,14 13,69 13,66 13,50 0,31 38 12,85 13,53 13,49 13,29 0,38 43 12,63 13,28 13,29 13,07 0,38 48 12,36 13,09 13,16 12,87 0,44 53 12,09 12,95 12,94 12,66 0,49 58 11,88 12,79 12,74 12,47 0,51 63 11,64 12,64 12,63 12,30 0,57 68 11,37 12,44 12,46 12,09 0,62 73 11,16 12,25 12,23 11,88 0,62 78 10,98 12,09 12,11 11,73 0,65 83 10,73 11,91 11,91 11,52 0,68 88 10,45 11,68 11,8 11,31 0,75 93 10,13 11,59 11,62 11,11 0,85 98 10,08 11,33 11,46 10,96 0,76 103 9,78 11,16 11,26 10,73 0,83 108 9,43 10,96 11,08 10,49 0,92 113 9,21 10,8 10,69 10,23 0,89 118 9,07 10,63 10,5 10,07 0,87 123 8,88 10,46 10,52 9,95 0,93 128 8,65 10,29 10,44 9,79 0,99 133 8,35 9,97 10,21 9,51 1,01 138 8,13 9,87 10,11 9,37 1,08
  7. 7. 143 7,89 9,67 9,96 9,17 1,12 Com posse destes dados foi possível o calculo dos parâmetros fundamentais para o estudo da secagem, como teor de umidade e taxa de secagem. As equações utilizadas estão descritas abaixo: Para o cálculo da taxa de secagem é necessário o conhecimento das áreas dos algodões utilizados. As áreas foram 102,35 cm²; 90 cm²; 75 cm² respectivamente, resultando em uma área média de 89,12 13,69 cm². Os valores dos parâmetros obtidos podem ser lidos na tabela abaixo. Tabela 2. Valores de massa evaporada, taxa de umidade e taxa de secagem em relação ao tempo. Tempo (Minutos) Massa evaporada (g) Teor de umidade – X (g) Taxa de Secagem – R (g/min.m2) 0 0,00 1,98 0,02 - 3 0,17 1,95 0,03 0,000635847 6 0,32 1,92 0,07 0,00059221 9 0,44 1,89 0,02 0,000548574 12 0,57 1,87 0,08 0,000532989 15 0,65 1,85 0,10 0,000488729 18 0,78 1,82 0,13 0,000488314 21 0,93 1,79 0,15 0,000496922
  8. 8. 24 1,06 1,70 0,31 0,000494028 27 1,16 1,75 0,16 0,00048208 30 1,33 1,72 0,22 0,00049621 33 1,43 1,69 0,21 0,000485102 38 1,63 1,65 0,26 0,000482299 43 1,86 1,61 0,26 0,000484496 48 2,05 1,57 0,31 0,000480002 53 2,26 1,53 0,34 0,000479179 58 2,45 1,49 0,35 0,000474628 63 2,62 1,46 0,39 0,000466644 68 2,83 1,41 0,45 0,000467534 73 3,04 1,37 0,43 0,000467791 78 3,20 1,34 0,45 0,000459862 83 3,41 1,30 0,47 0,00046055 88 3,61 1,26 0,52 0,000460734 93 3,81 1,22 0,59 0,000459692 98 3,97 1,19 0,53 0,000454176 103 4,19 1,14 0,57 0,000456459 108 4,43 1,09 0,65 0,000460608 113 4,69 1,04 0,62 0,000465714 118 4,86 1,01 0,60 0,000461829 123 4,97 0,99 0,65 0,000453394 128 5,13 0,96 0,69 0,00044971 133 5,41 0,89 0,69 0,000456707 138 5,55 0,87 0,75 0,000451543 143 5,75 0,83 0,78 0,000451187 Com posse destes dados, foi possível a construção dos seguintes gráficos:
  9. 9. 5 CONCLUSÃO O processo de secagem em estufas é considerado um método simples e barato, no entanto é um método relativamente lento. Devido à simplicidade deste método não foram encontradas muitas dificuldades durante a realização deste experimento. O único ponto crítico desta prática se dava no momento das pesagens das amostras que requeria certa agilidade e precisão, uma vez que pesagens demoradas levariam a absorção de umidade do ar e consequente alteração nos resultados.
  10. 10. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] FERREIRA, M. M. P.. Desenvolvimento, Caracterização e Secagem de Sementes com Cobertura Artificial. Tese de Doutorado, DEQ/UFSCar, São Carlos, 235 p., 2003. [2] PARK, K. J.; YADO, M. K. M.; BROD, F. P. R. (2001). Estudo de Secagem de PÍra Bartlett (Pyrus sp.) em Fatias. CiÍncia e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 21 (3): 288 ñ 292. [3] FOUST, et al. - Princípios de operações unitárias. Rio de Janeiro:Guanabara Dois, 1982. [4] ARRIECHE, L. S. Evolução da forma e encolhimento de um system gel durante a secagem por convecção forçada. Dissertação de Mestrado, PPG-EQ/UFSCar, 136 p., São Carlos-SP, 2003. [5] MOTEVALI,ALI; MINAEI, SAEID; KHOSHTAGAZA HADI, MOHAMMAD. Evaluation of energy consumption in different drying methods.

×