secagem de grÃos em altas temperaturas prof. daniel marçal de queiroz viçosa, mg agosto/2002

SECAGEM DE GRÃOS EM ALTAS TEMPERATURAS

Prof. Daniel Marçal de Queiroz

Viçosa, MGAgosto/2002

Classificação dos secadores quanto ao fluxo de produto

leito fixo fluxos cruzados fluxos concorrentes fluxos contracorrentes fluxos mistos

estacionários contínuos intermitentes

Secador de leito fixo ou de camada estacionária

Constituição: sistema de aquecimento de ar ventilador câmara de distribuição de ar ou plenum câmara de secagem

Características: configuração simples baixo custo

Secador de Camada Fixa

Modelo UFV

Secador de leito fixo ou de camada estacionária

Manejo do secador de leito fixo variáveis de projeto do secador:

potência do sistema de movimentação de ar área da câmara de secagem altura máxima da camada

variáveis relacionadas com o produto e o ambiente: tipo de produto altitude do local temperatura e umidade relativa ambiente temperatura e umidade inicial do produto

Secador de leito fixo ou de camada estacionária

Manejo do secador de leito fixo variáveis de controle:

espessura da camada de grãos temperatura de secagem revolvimento do produto repouso do produto

resultado: resistência ao fluxo de ar gradiente de umidade na camada de grãos consumo de energia qualidade do produto final

Secador de leito fixo ou de camada estacionária - Top Dry

Secagem em leito fixo no topo do silo, resfriamento na parte inferior.

Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento

Componentes:Componentes: Silo metálicoSilo metálico Piso plano perfuradoPiso plano perfurado VentiladorVentilador AquecedorAquecedor Revolvedor de grãosRevolvedor de grãos EspalhadorEspalhador Sistema de descargaSistema de descarga

Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento

Secagem em silos com revolvimento da massa de grãos: alturas de camada de até 5,50 m, temperaturas de secagem de até 60o C. Fluxo de araumenta em até 33%com o uso do revolvedor.

Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento

Detalhe dosistema derevolvimento

Secador de leito fixo ou de camada estacionária

Sistema utilizado no Brasil para secagem de amendoim.

Secador de leito fixo ou de camada estacionária

Problema: gradiente de umidadena camada, para contornar o problema utilizar temperaturas de secagem entre 35 a 40o C.

Convecção Natural

Secadores em cascata ou de calhas

Câmaras de secagem e resfriamento constituídas por uma série de calhas invertidas

Fileiras de calhas espaçadas de 20 a 30 cm

Grãos movimentam-se por gravidade

Ar de secagem ou resfriamento entra por uma linha de calhas e sai pelas linhas imediatamente superior e inferior

Ora o fluxo de ar é concorrente ora é contracorrente ao fluxo de produto

Primeiros secadores eram dotados de ventiladores centrífugos, hoje quase todos os fabricantes utilizam ventiladores axiais

Secadores em cascata ou de calhas

Secadores em cascata ou de calhas

Produto a ser seco deve apresentar baixo teor de impurezas caso contrário o fluxo de produto pode tornar-se desuniforme

Existe um limite abaixo do qual o fluxo de produto não pode ser reduzido

À medida em que se reduz a velocidade do produto dentro do secador pode ocorrer desuniformidade do fluxo de produto

Secador pode ser operado em regime contínuo apenas quando a umidade inicial é igual ou inferior a 18%

Para melhorar a eficiência energética os secadores passar a serem fabricados com opção de reaproveitamento do ar de resfriamento e de exaustão

Secadores de Calhas

Secador tipo cascatacom reproveitamento do ar de resfriamento esistema de coleta departículas

Secadores em cascata ou de calhas

Temperaturas de secagem Milho e soja para consumo: 100o C Trigo para consumo: 70o a 80o C Arroz: 70o a 80o C Sementes: 50o a 60o C (não permitir os grãos atinjam

temperaturas superiores a 43o C

Secadores de fluxos cruzados

Secador mais usado no mundo

Configuração, construção e operação simples

Passagem do ar perpendicular à passagem dos grãos que se movem entre duas chapas perfuradas

Espessura da camada de grãos: 20 a 30 cm

Secadores de fluxos cruzados

Secador convencional: problemas com gradiente de umidade e elevado consumo de energia

Para melhorar desempenho: reversão do fluxo de ar e reversão da camada de grãos para

reduzir o gradiente de umidade na camada reaproveitamento do ar de exaustão para reduzir o

consumo de energia

Secador de fluxos cruzados

Esquema básico

Secadores de fluxos cruzados

Secadores de fluxos cruzados

Secador é modular permitindo diferentes configurações para obtenção de diferentes capacidades de secagem.

Secadores de fluxos cruzados

Eclusas próximas à entradade ar descarregam o produto mais rápido para reduzir ogradiente de umidade na camada.

Recirculação do ar

Secadores de fluxos concorrentes

Ar e grãos fluem no mesmo sentido

Altas taxas de evaporação ocorrem na parte superior da camada, uma vez que o ar mais quente encontra o grão mais úmido

Trocas intensas de energia e massa ocorrem quando o ar encontra o produto

Temperatura do produto permanece consideravelmente abaixo da temperatura do ar de secagem

Resfriamento é geralmente feito em fluxos contracorrentes

Secadores de fluxos concorrentes

Secadores de fluxos concorrentes

Secadores de fluxos concorrentes

Vantagens:

Melhor qualidade final do

produto

Maior capacidade de

secagem.

Alta eficiência energética.

Baixo custo de instalação

e manutenção

Secadores de fluxos contracorrentes

O ar de secagem e grãos fluem em sentido contrário.

A frente de secagem permanece sempre próxima ao fundo perfurado.

À medida que o produto desce, sua temperatura aumenta, ficando próximas à temperatura do ar de secagem.

A temperatura de secagem não deve ultrapassar 70oC.

Secadores intermitentes

Produto ao passar pelo secador retorna à parte superior do secador

Quando dotados de câmaras de repouso geralmente o produto permanece 10% na câmara de secagem e o restante do tempo na câmara repouso

Câmaras de repouso: melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final

Secadores intermitentes

Secagem em combinação

Secagem em altas temperaturas até o produto atingir 16% a 18% de umidade

Secagem em baixas temperaturas no final do processo de secagem

Melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final

Seca-aeração

Seca-Aeração

Aumento da capacidade de secagem do secador: 50% a 75%

Redução do consumo de energia: 20% a 40%

Melhoria da qualidade do produto final